水稻田减少甲烷排放的具体措施——窄厢深沟减氮免耕

刘敬宗，王树军

(四川省丹棱县农业局，四川 丹棱 620200)



水稻田减少甲烷排放的具体措施
——窄厢深沟减氮免耕

刘敬宗，王树军

(四川省丹棱县农业局，四川 丹棱 620200)

摘要：进入大气的甲烷中，有7%～17%是由稻田释放的，水稻田中的甲烷90%是通过水稻植株释放的。根据测算，全球每年从稻田中逸出的甲烷总量高达2500万t以上。我国水稻田每年甲烷排放量占全球稻田甲烷排放总量的11.7%～21.7%[1]。本文研究提出水稻田控制甲烷排放的具体措施：固定厢沟，窄厢深沟，沟内淹深水，厢面无水，可使厢面土壤经常接触空气，有利于氧化还原电位的提高，破坏甲烷菌的生存条件，从而起到抑制甲烷的形成和排放。以稻田排放甲烷6kg/667m2，采用窄厢深沟免耕栽培技术减排50%计算，全县8000hm2稻田将减排360t；大量增施有机肥后，只需减少2kg/667m2化肥投入，就可减少碳排放约886t，两项合计减少碳排放1246t。

关键词：水稻；窄厢深沟；减氮免耕；甲烷

环境污染、PM2.5和PM10平均浓度的不断增加，让市民苦不堪言。全球气候变化引发的极端灾害使我国农业生产不稳定性增加，如不采取对应措施，到2030年我国种植业产量可能减少5%～10%，农业生产布局和结构将出现变化，农作物病虫害出现的范围可能扩大，水资源短缺矛盾更加突出。大力发展低碳农业是应对气候变化的有效途径，也是农业实现可持续发展的必然选择。

据统计，我国每年淡水缺口约300～400亿t。水稻是我国最大的耗水农作物，大约消耗农业用水量的70%，全国总用水量的50%，免耕栽培可以解决大水泡田而消耗的水源约35%～40%。水稻离不开水，有水有稻，田中就要释放甲烷，甲烷浓度过大就要污染环境。

1水、稻与甲烷排放

水是影响稻田甲烷排放的决定性因子。①在水稻生长中期排水一次能使全季稻田甲烷排放量减少一半。②旱种稻田，多次排水，使全季稻田甲烷排放量降低88%，同时水稻产量不低于正常灌溉的旱种稻田。③深水灌溉、间歇灌溉和常湿稻田都能减少稻田甲烷排放。由于灌溉水的缺乏和维持水深操作的复杂，深水灌溉不是十分理想的减排方法。间歇灌溉对稻田保持几天灌溉和几天晒田相间隔，稻田甲烷排放有明显的减少，可使整个季节的排放量减少42%～45%。常湿稻田是一种保持稻田中无水层但湿润的情况，它对甲烷的排放作用最大，但操作不当，水稻有减产的可能。

经过多年的耕作，稻田中的土壤颗粒被破碎为极为细小的颗粒，彼此能够紧实的挤压在一起，空隙很小；长期淹水的稻田水分夹杂其中，使得空气无处藏身，整个水田成为极度缺氧的环境。与此同时，耕作和肥料的使用，使得水田中有着丰富的有机物残渣，并且水稻根系在生长过程中，也不断向水田内分泌有机物。

缺氧的环境、大量的有机物和温暖的环境，使得水稻根际土壤中产生大量厌氧型微生物，而这些微生物中，就包含相当多的产甲烷菌。整个水田，就好似一个巨大的无盖沼气池，源源不断将有机物分解为甲烷，并肆无忌惮地排放到大气之中。

水稻从种至收，气温越来越高，每个结实穗一生中在田间保持的绿叶片数在3～4片，而主茎叶片一般在16～18片叶，主茎第1次分蘖按N-3的规律长出新蘖，新叶长出，老叶枯死，如果田中淹有大量的水源，叶片腐烂过程中极易产生气泡(沼气)，增加碳排放。

通过改良耕种、灌溉等农业技术，使稻田始终处于浸润状态，来改变稻田土中缺氧环境、减少有机物残留，可抑制产甲烷菌活动。

以水稻一生中排放甲烷6kg/667m2，采用窄厢深沟免耕栽培技术减排50%计算，全县8000hm2稻田将减排360t。

2化肥与甲烷排放

我国年化肥用量已经达到5000多万t，占世界总用量的30%以上，但利用率仅为35%左右，远低于发达国家水平，资源浪费的同时还造成环境污染。化肥的使用中又以化学氮肥的使用量最大，不管是氨态氮还是铵态氮、硝态氮都是增加碳排放的主要原因。因此，发展低碳、生态、高效、循环农业是提高农业生产能力，促进农业节本增效、农民节支增收的有效措施，也是从源头上解决食品安全问题，减少面源污染、保证生态安全的关键所在。

据研究，农业每减少1kg化肥投入，相当于减排3.69kg。以丹棱县为例，按减少化学氮肥2kg/667m2，则要减少碳排放约886t。

3减少甲烷排放的具体措施

丹棱县农业技术人员从1996年开始系统研究水稻免耕栽培技术，20年的研究结论证明：窄厢深沟、减氮免耕保护性耕作技术是减少水稻田排放甲烷、保护自然环境的有效措施。

3.1前作收获

由于采取的免耕栽培，因此前作宜采取齐泥收割，特别是机收的小麦、油菜之类，秸秆的处理办法一是采取粉碎还田，二是送有机肥厂作原料生产有机肥，三是送工厂生产纸张如小麦秸秆，四还可采取过腹还田，加工成猪饲料，总之不能就地焚烧，以免污染环境。

3.2固定厢沟

田的四周离田边1m宽的位置开始开一条围沟，然后依田块大小而定，约隔3m宽开一条厢沟，沟宽20cm，沟深20cm，做到沟沟畅通，灌排顺畅。每年前作收后及时清理、培补厢沟，保证沟内深浅一致，无障碍物。

3.3施除草剂

根据田中的杂草类型选择合适的除草剂进行喷雾除草。杜邦农得时是品质稳定、效果良好、深受欢迎的水稻除草剂。杀草谱广，有效防除水稻各种阔叶杂草及莎草科杂草；杜邦农得时被杂草根部和叶片吸收转到杂草各个部位，有效阻止敏感杂草生长机能，致使杂草幼嫩组织过早发黄抑制叶部生长，从而杀除杂草。针对一年生及多年生阔叶杂草、一年生及多年莎草特效，对稗草有强烈抑制作用。适用多种水稻田，包括直播田、秧田及移栽田、抛秧田；施药方法灵活，毒土、喷雾、泼浇等方法均可。

3.4淹水

施用除草剂后24～36h，可放水浸田，厢沟淹满，厢面花花水，浸透全田。

3.5施足底肥

放水浸透全田后方可施底肥，以有机肥为主，减氮增磷钾，施用有机质含量大于45%的有机肥100kg/667m2，根据农户的实际产量水平，品种的需肥特性和农户的常年施肥习惯，合理配施化学氮磷钾肥，化肥总量上至少减少化学氮肥2kg，将有机肥、无机肥充分混匀分厢定量，来回撒施于厢面，施肥时，厢面一定要保持浅水2～3cm。

3.6栽秧

本田施肥后即可栽秧，最好是头天下午施肥，次日上午栽秧(抛秧、丢秧)。根据品种特性来确定每667m2栽的窝数，一般不得少于1万窝，不超过2万窝。用种量0.5～1.0kg/667m2。

3.7栽后管理

3.7.1水分管理始终保持厢沟淹满水，厢面土体湿润，早晨稻株叶尖吐水正常；直到排水晒田，根据当时天气情况，晒田7～10d，直到“面泛白根土裂缝，叶片泛黄且直立”后复水，水稻扬花结束，散籽1周后就可全田排水，以利发展秋作，利用自然降水，干干湿湿壮籽。

3.7.2施肥底肥充足的情况下，基本上不再施肥，但在水稻进入幼穗分化期4期以前，为了形成大穗，可适当补施1次化肥，以施用尿素4kg/667m2为宜，扬花初期可叶面喷施速乐硼肥，灌浆初期可喷施磷酸二氢钾肥。

3.7.3病虫防治一是对二化螟要实行“狠治一代，挑治二代”的防治策略，二是必须要预防叶瘟、颈瘟，尤其是颈瘟必须在抽穗1%时用预防剂预防1次，隔7d再用颈瘟治疗剂治疗1次。稻纵卷叶螟、稻苞虫、稻飞虱、粘虫、稻曲病也不可麻痹大意，一旦发现发生，要及时治早治了。

3.8收获

九成黄熟时趁晴天及时收割，收后及时晾晒，不管是机收还是人工收获，要尽量减少抛撒滴漏，做到颗粒归仓。

参考文献：

[1]郑武.广州地区水稻田甲烷排放量测定[J].广州环境科学,2000(9)：33.

[2]王玲.稻田甲烷排放的研究进展[J].土壤与环境，2002，11(2)：161.

[3]王步军.稻田甲烷排放研究进展与成果[J].作物杂志，1996 (6)： 3-6.