CN105409669A

CN105409669A - 一种生物菌剂减少稻田温室气体排放的方法

Info

Publication number: CN105409669A
Application number: CN201610007346.3A
Authority: CN
Inventors: 万运帆; 李玉娥; 高清竹; 秦晓波; 陈敏鹏; 马欣; 刘硕
Original assignee: Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculturem of CAAS
Current assignee: Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculturem of CAAS
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2016-03-23

Abstract

一种减少稻田温室气体排放的生物方法，它涉及一种使用EM菌剂、稻田水及红糖在使用前24小时培养好备用的高效生物菌剂，在施用时配合稻田水分管理，于水稻不同生长时期通过泼撒、随水灌溉或叶面喷洒等方式兑水稀释后施用，在保证水稻产量的前提下，减少稻田三种主要温室气体甲烷、氧化亚氮和二氧化碳的排放，还可在节约成本的前提下优选水稻播种前浸种、移栽前泡根及移栽返青期泼撒三个效果最好的时期施用高效生物菌剂稀释液。此方法是一种低成本高效的保证水稻产量并减排稻田温室气体的生物学方法。

Description

一种生物菌剂减少稻田温室气体排放的方法

技术领域

本发明涉及一种减少稻田温室气体排放的方法，具体涉及使用低廉高效的生物菌剂减少稻田温室气体排放的方法，属于大气环境保护领域，有利于我国稻田温室气体的减排和应对全球气候变化。

背景技术

以全球气候变暖为重要特征气候变化是人类社会面临的主要环境问题之一，政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告指出，气候变化要比原来认识到的更加严重，而且有95%以上的可能是人类活动导致大气中温室气体浓度升高造成的。1880-2012年，全球海陆表面平均温度呈线性上升趋势，升高了0.85℃，截止2011年，大气中三种主要的温室气体二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）浓度分别达到391ppm、1.80ppm和0.324ppm，分别比工业化前的1750年高了40%、150%和20%，达到80万年以来的最高值，未来大气中温室气体浓度及全球气温将呈同步上升趋势，预计到2100年大气增温可达4.8℃。

稻田是重要的人为源温室气体排放系统。其中稻田甲烷是大气中甲烷最主要的人为来源之一，据IPCC估算，稻田甲烷的年排放量为3100～11200万吨，占全球甲烷总排放的5%～19%。我国常年水稻年播种面积约30万公顷，约占全世界的总种植面积的20%，每年来源于稻田排放的甲烷的量为615万吨，约占我国甲烷排放总量的17.9%，占全球稻田总排放量的20%左右；稻田也是氧化亚氮的重要排放源之一。我国人为源氧化亚氮的排放约92%来自农业，其中稻田年氧化亚氮排放量高达2.9万吨，占我国农田氧化亚氮年排放总量的7%～11%；水稻对二氧化碳的同化固定也有重要影响。据测算，我国农业水稻、小麦和玉米三大粮食作物二氧化碳净吸收量大，占了农田作物吸收二氧化碳总量的95%，其中又以水稻的二氧化碳年净吸收量最大，可达287万吨。我国是水稻种植大国，稻田温室气体对我国及全球温室气体排放有重要影响。

我国目前温室气体排放总量已居世界第一位，面临的温室气体减排国际压力越来越大，找到既能减排温室气体又能保证水稻产量且应用成本较低的措施对我国稻田温室气体的减排具有重要意义。

现有的稻田减排技术主要从肥料添加剂及水分管理方面着手，使用的实物成本及劳动力成本较高，使其应用受到一定的限制。

发明内容

针对我国稻田温室气体减排的巨大作用及减排技术的限制条件，发明了一种使用生物菌剂，配合稻田水分管理的方法，达到既能减少稻田温室气体排放，又能保持水稻的产量，而且成本低廉易于推广的减排方法。

1、本发明通过下述技术方案予以实现：

（1）高效生物菌剂的配制

根据需要取稻田水使用80目的滤网过滤掉粗颗粒及悬浮物，将溶液加热，在加热的过程中向溶液中加入红糖（按10升水加1公斤红糖比例），边加热边搅拌至红糖全部溶解，将溶液加热至沸腾5分钟，再冷却并静置24小时；选用商用的适用于水产养殖的多功能微生物菌剂EM（EffectiveMicroorganisms）原液（按10升水加入1升EM原液比例），兑入上述已加红糖并加热冷却24小时的稻田水中混匀，混匀容器要求事先洗净，没有异味，特别是不能用盛装过或配制过农药的容器盛装，将混匀后的菌液倒入干净无异味可密闭的容器中进行密闭常温（温度在15℃～35℃范围）培养24小时以上，常温避阳光直晒保存备用，使EM菌剂能提前适应所使用的稻田水环境，达到高的使用活性。菌液需在使用之前配制，使用时限为1天～1个月，少于1天或超过1个月则不能使用。

（2）不同水稻生长期的使用量及其使用方法

1）种植前，在南方双季稻区，如有稻草或其它秸秆还田的田块，每亩泼洒1公斤高效生物菌剂制成的500倍稀释液沤田后再耕作；没有秸秆还田的田块，则在耕作灌溉时每亩直接随水兑1公斤高效生物菌剂使用。

2）播种前，用200倍高效生物菌剂稀释液浸种2-4小时后再将稻种播入秧场。

3）秧苗2-3片叶期，用1000倍高效生物菌剂稀释液喷洒两次，提高成秧率。

4）移栽前，用500倍高效生物菌剂稀释液泡稻根5分钟，保苗促长。

5）移栽返青期，每亩使用1公斤高效生物菌剂制成的200倍速稀释液泼撒至田间。

6）水稻分蘖期、孕穗期、抽穗期盛期，分别用200倍高效生物菌剂稀释液泼撒或者采用1000倍高效生物菌剂稀释液叶面喷施一次。

7）收获后使用，主要用于稻田的除草，减少稻田杂草，降低单位稻谷产量的温室气体排放量。在收获前沤制堆肥时，先将高效生物菌剂原液按每吨堆肥鲜料使用1公斤的比例混合沤制，堆肥制好后在稻谷收获后每亩撒施200-300公斤高效生物菌剂发酵堆肥，利用高效生物菌剂促生长作用，让草籽打破休眠常规，反季节提前萌芽，不能越冬而死；第二年春，每亩泼洒1公斤高效生物菌剂制成的500倍稀释液沤田后，加快残余草籽发芽，然后通过春耕翻田将杂草沤死除去。

（3）省工省料简便实施方法

虽然在水稻的不同生长时期有不同的高效生物菌剂使用方法，但不同时期使用的效果是不同的，使用的劳动力成本也有很大的差异，在实际操作中可以通过减少施用的次数，在减排温室气体效果下降不大的情况下大幅度降低劳动力成本，最简单易行并且效果好的几个时期是播种前浸种、移栽前泡根及移栽返青期的泼撒。

2、本发明的主要优点如下：

1）本发明实施成本低廉。本发明中涉及的物力成本除了购买菌种原液外，就是红糖，且用量都不大，菌种可以多次培养，因而其成本很低。

2）本发明技术操作简便。高效生物菌剂的配制过程非常简单，只需将水加热加糖冷却后放置24小时以上常温培养即可；在使用时也很简便，只需要兑水稀释一定的倍数随水浇灌、泼撒或喷雾于叶面上即可。

下述通过实例对其具体实施方式进行详细的验证：

该案例实施区位于湖北省荆州市荆州区农业气象站内（30°21'N，112°09'E）双季稻田，该实施区是江汉平原典型的双季稻作区，属于亚热带季风气候区，稻田成土母质为内陆河湖交替沉积形成的水稻土，质地为粉质中壤土，保水保肥能力良好；当地年平均气温15.9~16.6℃，太阳年辐射总量为104~110kCal·cm^-2，年日照时数1800~2000h，年平均降雨量1100~1300mm。

2014年3月25日取稻田水20升，红糖2公斤，商用EM菌剂2升，按前述方法配制高效生物菌剂于密闭容器中避阳光直晒保存备用。专门设置施用高效生物菌剂和不施用高效生物菌剂的试验对比小区各3个，两者的不同之处是。3月20日将稻田泡水，并泼洒稀释500倍的高效生物菌剂沤田，4月3日使用200倍高效生物菌剂稀释液浸种3小时，早稻品种为两优287，将浸种后的稻种撒于秧场；4月25日移栽前使用500倍高效生物菌剂稀释液泡稻根5分钟后再行移栽；5月1日完成移栽后，稻田使用稀释200倍的高效生物菌剂随水灌溉。6月6日孕穗期前再使用稀释200倍的高效生物菌剂泼洒，后期不再施用菌剂。

在早稻生长的全生育期每天使用静态箱法分别抽取使用高效生物菌剂和没有使用高效生物菌剂的小区排放的气体，并使用安捷伦7890A气相色谱对所抽取的样品进行分析，计算排放通量；在早稻成熟期，对使用或未使用高效生物菌剂的小区分别测定其产量。从温室气体排放监测结果比较，不施用高效生物菌剂的小区总排放是为1.80tCO₂/公顷，早稻产量为8501.5公斤/公顷；而施用高效生物菌剂小区的总排放量为1.15tCO₂/公顷，早稻产量为8975.5公斤/公顷，相对于不施用高效生物菌剂，早稻施用高效生物菌剂后温室气体的减排达35.9%，而且产量还增加了5.58%，取得了减排增产的双赢效果。

Claims

1.一种减少稻田温室气体排放的方法，其特征是：使用稻田溶液加热加入红糖冷却后再加入多功能微生物菌剂发酵培养为高效生物菌剂原液避光保存，在水稻的播种前，播种期、移栽期、返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗期等不同水稻生育期及水稻收获后等阶段，将高效生物菌剂按照一定的比例兑水稀释后使用，达到减少稻田温室气体排放并保证水稻产量不降低的作用。

2.如权利要求1中所述的高效生物菌剂的配制，其特征是：取稻田水并使用80目的滤网过滤掉粗颗粒及悬浮物，将此溶液加热并在加热的过程中加入红糖，边加热边搅拌至红糖全部溶解，然后将溶液加热至沸腾5分钟，再冷却并静置24小时，选用商用的适用于水产养殖的多功能微生物菌剂EM菌原液兑入上述已加红糖并加热冷却24小时的稻田水中混匀，使用量按稻田水：红糖：EM菌原液质量比例约为10：1：1配制，将配制好的溶液再装入干净无异味的密闭容器中常温（温度在15℃～35℃范围）培养24小时以上，常温避阳光直晒保存备用，有效期限为1天～1个月。

3.如权利要求2中所配制的高效生物菌剂在水稻不同生长期的使用方法，其特征是：在水稻播种前如稻田中有秸秆还田则每亩使用1升高效生物菌剂兑水稀释500倍后泼撒，如无秸秆还田则每亩使用1升高效生物菌剂随灌溉兑水施用；播种时，用200倍高效生物菌剂稀释液浸种2-4小时后再将稻种播入秧场；秧苗2-3片叶期，用1000倍高效生物菌剂稀释液喷洒两次；移栽前，用500倍高效生物菌剂稀释液泡稻根5分钟；移栽返青期、水稻分蘖期、孕穗期、抽穗期盛期，分别用200倍高效生物菌剂稀释液泼撒或者采用1000倍高效生物菌剂稀释液叶面喷施一次；水稻收获后，每亩撒施200-300公斤高效生物菌剂发酵堆肥，并于第二年春每亩泼洒1公斤高效生物菌剂制成的500倍稀释液沤田后，配合春耕翻田将杂草沤死除去。

4.如权利要求3中所述的不同生育期高效生物菌剂的使用方法，可以依劳动力成本及不同水稻生长期的使用效果灵活选取，主要保证播种前浸种、移栽前泡根及移栽返青期的泼撒这几个重要时期使用即可保证高效生物菌剂的主要减排效果。