王维奇课题组LDD最新成果：中国稻田水稻产量与温室气体产生的多重权衡

来源：农环视界

近日，福建师范大学地理科学学院王维奇副研究员课题组在Land Degradation & Development 在线发表题为“Multiple trade-offs between maximizing yield and minimizing greenhouse gas production in Chinese rice croplands”的研究论文。该研究为理解中国稻田水稻产量与温室气体产生的权衡机制，稻田提质增效、绿色发展具有重要的理论与现实意义。

稻田是全球温室气体排放的主要农业来源之一，然而关于温室气体产生与施肥管理、水稻品种、土壤特征等多因子之间的关系辨析尚存在不足，这限制了稻田减缓气候变化功能的优化。该研究在对2015年中国不同水稻种植区土壤测定与分析基础上，探讨了中国稻田温室气体产生与田间管理方式的关系。

主要结果表明，当前的施肥模式下，有些区域存在氮肥施加盈余，虽然氮肥施加量提高，但并未提高水稻产量，却一定程度上增加了氧化亚氮的产生。与此同时，氮肥的盈余也会降低土壤pH以及其他土壤养分的可获得性。中等剂量的磷肥和钾肥的施加有助于水稻产量的提升和温室气体产生的降低，这种关系的权衡受到稻田水分管理的影响。

此外，本研究发现在粳稻种植区氧化亚氮排放较低，产量较高。基于以上研究结果，建议在今后的稻田管理中，适当减少氮肥施用量，并优化其利用效率，实现减肥增效。同时，在有些水稻种植区可以保持现有的中等剂量磷肥和钾肥施用量。在稻田施肥策略优化的同时，可考虑水稻品种以及水分管理模式的配套措施，以实现中国稻田水稻产量与温室气体产生之间的最佳权衡，服务于农业可持续发展。      

Figure: First two PC axes of the principal component analyses (PCA) of all soil variables, greenhouse gas (GHG) productions and yield showing the areas (95% confidence intervals) occupied by sites with the N-, P-, and K-fertilizer doses (a), the areas (95% confidence intervals) occupied by sites in the various regions (b), showing the areas (95% confidence intervals) occupied by sites for the inland vs coastal locations (c), and showing the areas (95% confidence intervals) occupied by sites with one vs two rice crops (d).

福建师范大学地理科学学院王维奇副研究员为该论文第一作者和通讯作者，王纯助理研究员为共同第一作者，Sardans Jordi博士为共同通讯作者。论文合作单位还包括西班牙巴塞罗那自治大学、澳大利亚新南威尔士州第一产业部和黄河水资源保护科学研究院。该研究受到国家自然科学基金项目(41571287)的资助。这是他们继去年在国际知名期刊Global Change Biology 发表“The response of stocks of C, N, and P to plant invasion in the coastal wetlands of China”（https://doi.org/10.1111/gcb.14491）后，又一项重要进展。

王维奇副研究员长期以来从事稻田生态与环境效应提升与废弃物农业资源化研究，在秸秆、生物炭、炉渣、石膏、海贝壳等工农业废弃物及其协同资源化对稻田减缓气候变化、提升土壤结构与功能、植物-土壤-微生物养分生态化学计量比以及可持续生产的影响研究在研究领域内国际知名期刊Field Crops Research、Soil and Tillage Research、Agriculture, Ecosystem and Environment、Atmospheric Environment、Geoderma 等发表一系列成果。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/ldr.3507