CN103688727A

CN103688727A - 农田温室气体减排方法及其应用

Info

Publication number: CN103688727A
Application number: CN201310700008.4A
Authority: CN
Inventors: 吴洪生
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: CN103688727B

Abstract

农田温室气体减排方法及其应用，该技术通过以下步骤实现：在种植小麦、玉米等作物时或植物幼苗生长到一定阶段，混合播种或移栽大蒜或大葱，通过大蒜或大葱根系分泌物中杀菌成分抑制土壤中氧化微生物和硝化、反硝化微生物活性，抑制土壤有机物转化为农田温室气体，达到减排温室气体的目的，同时能抑制土传病害的发生，促进作物的生长。

Description

农田温室气体减排方法及其应用

技术领域

本发明属于农业技术和环境保护领域，特别涉及一种农田温室气体减排技术和应用。

背景技术

温室气体的大量排放导致全球气候变化，特别是气候变暖，近几年已经成为人们的经常性话题，已经引起各国政府和科学家的高度重视，国际气候变化大会已经连续多年召开，集中政府和学术界探讨温室气体减排技术和研究气候变化对人类的不利影响。

一般认为温室气体有六大类，二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、碳氟烃、水、氨气等，其中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮主要与农业及农事活动有关。二氧化碳（CO₂）是残留在农田土壤中的作物秸秆、动物尸体及有机肥等有机物经过土壤中各类氧化微生物的好氧或厌氧氧化后的产物；氧化亚氮(N₂O)是大气中含量仅次于CO₂和CH₄的重要温室气体，主要来源于土壤氮素的硝化、亚硝化作用和汽车尾气排放、闪电等；N₂O也能够强烈吸收红外线，减少地表通过大气向外空的热辐射，从而导致温室效应，对全球环境及气候变化具有重要的影响。N₂O在对流层中性质稳定，增温潜势巨大，其温室效应为同浓度二氧化碳的290-310倍；甲烷（CH₄）是主要温室气体之一，其对全球变暖的贡献占20%～39%(IPCC，2007)。大气中的CH₄含量已经从工业革命前(1750年)的0.72μmol·mol^－1上升到2005年的1.77μmol·mol^－1，升高了约2.5倍，并且CH₄分子具有很强的红外吸收能力，其单分子增温潜势是CO₂的19-25倍(IPCC，2007)，因此CH₄被认为是继CO₂之后最重要的温室气体之一，其产生、消耗以及排放机制仍然是目前研究的热点问题。在土壤厌氧环境中，以水生植物根系分泌物和脱落物为主的有机物质和土壤有机质在产甲烷菌作用下通过厌氧发酵产生CH₄，所以湿地成为温室气体甲烷排放的主要自然途径之一。

甲烷主要发生在淹水的稻田中，旱作土壤中主要的农田温室气体是二氧化碳和氧化亚氮，其中氧化亚氮是温室气体氧化亚氮的主要来源，主要由于农业施用过量氮肥经过硝化微生物和反硝化微生物的氧化作用或还原作用所致。

农田土壤温室气体减排技术特别是旱作土壤温室气体减排技术的研究，将为农业减排提供新技术和新方法，为人类可持续发展提供保障。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对农田温室气体排放问题，开发一种简单易行的方法，提供一种农田温室气体减排技术及应用，这种方法是在农作物播种时，同时或延迟一定时期混合播种或移栽大蒜或大葱，并施用一定量的硫酸钾做基肥或叶面肥，在小麦或玉米播种时，或者在出苗20-30天后移栽大蒜或大葱苗，可以大大减少整个小麦、玉米生长期间的农田温室气体的排放，促进小麦、玉米生长，改良和提高土壤生产力，改善作物品质，增加农民经济效益。

技术方案：农田温室气体减排方法，步骤为：a.在小麦或玉米作物播种时或植物生长苗期，混合播种或移栽大蒜或大葱：其中，按距小麦播种处2-10cm混合播种大蒜或大葱，或在小麦出苗14-21天后移栽大蒜或大葱；在距玉米播种为中心，2-10cm为半径，四周播种4-8粒大蒜或大葱，或者在玉米出苗后20-30天在玉米四周移栽4-8株大蒜或大葱；b.在播种小麦或玉米与大蒜或大葱混合种植时，除了正常施肥外，在大蒜或大葱出苗10cm时，每亩另外施用5-10千克硫酸钾，另外在大葱或大蒜生长50天~80天时，对叶片喷施质量浓度0.1%-2%的硫酸钾溶液20~30kg。

种植小麦前，将农田整平、沿南北方向开若干条种植浅沟，沟深2cm。

种植玉米前，将农田整平、沿南北方向开若干条种植浅沟，沟深3cm。

所述农田温室气体减排方法在种植小麦或玉米旱作作物种植上的应用。

有益效果：本发明能减少农田温室气体的排放，促进作物生长，抑制土传病害；其最大的功能是减少农田温室气体的排放。

本发明能大大减少农田温室气体特别是二氧化碳、氧化亚氮的排放，提高土壤肥力，有利于生态农业的发展和农业可持续发展。

本发明与现有技术相比：

1）本发明中采用的农田温室气体减排技术，方法简便、技术简单易行、可操作性强、成本低廉、实用性强；

2）本发明采用的农田温室气体减排技术，能通过与粮食作物混合播种的大蒜或大葱分泌的根系分泌物进入与大蒜或大葱相邻的土壤，其中的抑菌物质能抑制小麦或玉米根部土壤中的氧化微生物、硝化反硝化微生物的活性，从而抑制土壤有机物转化为二氧化碳、氧化亚氮的速度和数量；另外大蒜或大葱根系分泌物还能抑制土传病原微生物的活性，从而抑制作物土传病害，提高土壤生产力，促进作物生长，有利于生态农业的发展。

附图说明

图1是小麦与大蒜混种期间土壤温室气体的变化。

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步的描述：

实施例1：

1. 种植小麦前，将农田整平、沿南北方向轻开若干条种植浅沟，沟深2cm；

2. 在种植沟中播种小麦，轻轻覆土，在小麦播种沟旁2cm处播种大蒜，大蒜行距10cm；

3. 在大蒜幼苗生长至10cm左右时，在大蒜行每亩施用5千克硫酸钾；

4. 在大蒜苗植株生长60天时，对大蒜叶片喷施0.1%wt硫酸钾溶液一次20kg。

实施例2：

1. 种植小麦前，将农田整平、盐南北方向轻开若干条种植浅沟，沟深2cm；

2. 在种植沟中播种小麦，轻轻覆土，带小麦萌发、出苗；

3. 当小麦苗高10cm时，在小麦苗行附近5cm处间作移栽大葱苗；

4. 当大葱苗移栽成活后10天，每亩施用7千克硫酸钾；

5. 在大葱苗移栽50天后，对大葱叶片喷施0.5%wt硫酸钾一次25kg。

实施例3

1. 种植玉米前，将农田整平、盐南北方向轻开若干条种植浅沟，沟深3cm；

2. 在种植沟中播种玉米，玉米行距15cm，轻轻覆土，在玉米粒四周5cm处播种大蒜，以玉米粒为圆心，四周均匀播种4粒大蒜；

3. 在大蒜幼苗生长至10cm左右时，在大蒜行施用每亩7千克硫酸钾；

4. 在大蒜苗生长70天时，对大蒜叶片喷施1%wt硫酸钾溶液一次30kg。

实施例4

2. 在种植沟中播种玉米，玉米行距20cm，轻轻覆土，等待玉米萌发、出芽；

3. 玉米苗高10cm左右时，在玉米粒四周10cm处播种大葱，以玉米粒为圆心，四周均匀播种6粒大蒜；在大葱幼苗生长至10cm左右时，在大葱行每亩施用10千克硫酸钾；

4. 当大葱植株生长80天时，对大葱叶片喷施1.5%wt硫酸钾溶液一次20kg。

本发明的应用实例：

将本发明技术用于小麦、玉米、花生、油菜、蔬菜的种植上。

1、参照实施例1，在小麦播种的同时，间作大蒜，收获后，跟没有采用本技术的对照田块相比，二氧化碳排放减少47%，氧化亚氮排放减少53%，小麦增产6.7%（图1）；

2、参照实施例2，在小麦播种出苗后，间作大葱，收获后，跟没有采用本技术的对照田块相比，二氧化碳排放减少32%，氧化亚氮排放减少56%，小麦增产5.1%；

3、参照实施例3，在玉米麦播种的同时，间作大蒜，收获后，跟没有采用本技术的对照田块相比，二氧化碳排放减少61%，氧化亚氮排放减少48%，玉米增产8.9%；

4、参照实施例4，在玉米播种出苗后，间作大葱，收获后，跟没有采用本技术的对照田块相比，二氧化碳排放减少36.5%，氧化亚氮排放减少42.3%，玉米增产4.8%。

Claims

1.农田温室气体减排方法，其特征在于步骤为：

a.在小麦或玉米作物播种时或植物生长苗期，混合播种或移栽大蒜或大葱：

其中，按距小麦播种处2-10cm混合播种大蒜或大葱，或在小麦出苗14-21天后移栽大蒜或大葱；

在距玉米播种为中心，2-10cm为半径，四周播种4-8粒大蒜或大葱，或者在玉米出苗后20-30天在玉米四周移栽4-8株大蒜或大葱；

b.在播种小麦或玉米与大蒜或大葱混合种植时，除了正常施肥外，在大蒜或大葱出苗10cm时，每亩另外施用5-10千克硫酸钾，另外在大葱或大蒜生长50天~80天时，对叶片喷施质量浓度0.1%-2%的硫酸钾溶液20~30kg。

2.根据权利要求1所述的农田温室气体减排方法，其特征在于种植小麦前，将农田整平、沿南北方向开若干条种植浅沟，沟深2cm。

3.根据权利要求1所述的农田温室气体减排方法，其特征在于种植玉米前，将农田整平、沿南北方向开若干条种植浅沟，沟深3cm。

4.权利要求1所述农田温室气体减排方法在种植小麦或玉米旱作作物种植上的应用。