摘要稻田是甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的重要排放源,控制稻田温室气体(GHG)排放对农业减排和提高农业生态环境效益具有重要意义。稻虾共作模式是近年来兴起的一种稻田综合种养模式,具有维持土壤肥力、减少化肥农药施用、增加经济收入和减少温室气体排放等作用,但关于龙虾品种和养殖密度对于稻田系统温室气体排放、碳足迹和生态效益之间关系还不明确,因此本研究通过设置不同龙虾品种和养殖密度试验,试验共设4个处理:DZ(水稻单作)、DA(水稻澳龙共作)、DD(水稻低密度克氏原螯虾共作)和DG(水稻高密度克氏原螯虾共作),采取密闭静态箱-气相色谱法和生命周期评价法研究稻虾共作对稻田系统温室气体排放、综合增温潜势(GWP)、碳足迹和生态效益的影响。主要有以下研究结果:<br> (1)在稻田水质与土壤理化性质参数中:与DZ相比,稻虾共作处理显著提高水体溶解氧(DO)浓度、土壤氧化还原电位(土壤Eh)、土壤可溶性有机碳(土壤DOC)、土壤硝态氮和土壤铵态氮含量,各处理在水体pH值、水体硝态氮和水体铵态氮含量间无显著差异;在三个稻虾共作处理中,DG处理提高水体DO、土壤Eh和土壤DOC的效果最显著。影响稻田温室气体排放的主要因素是土壤Eh、水体DO、土壤铵态氮和土壤硝态氮,土壤Eh、水体DO、土壤铵态氮、土壤硝态氮与CH4排放呈显著(P<0.05)负相关,与N2O排放呈显著(P<0.05)正相关。<br> (2)在稻田温室气体排放方面:各处理间CH4累积排放量表现为:DZ>DA>DD>DG;N2O累积排放量规律为:DG>DD>DA>DZ;GWP规律为:DZ>DA>DD>DG。与DZ处理相比,稻虾共作处理DG、DD和DA显著降低稻田CH4累积排放量和GWP,分别降低43.9%、35.6%和21.0%,36.9%、30.7%和18.1%;与DZ处理相比,稻虾共作处理DG、DD和DA显著增加稻田N2O累积排放量,分别增加了43.1%、24.8%和10.3%。DG处理降低稻田GWP最显著,可见,稻虾共作中克氏原螯虾品种和养殖密度的提高能促进稻田温室气体减排。<br> (3)在稻田系统综合生态经济效益方面:与DZ处理相比,三个稻虾共作处理显著降低稻田系统GHGI(温室气体排放强度),四个处理间GHGI变化趋势为DZ>DA>DD≈DG;与DZ处理相比,DG、DD和DA处理降低稻田系统CFA(单位面积碳足迹),分别降低了20.57%、15.32和4.87%;与DZ处理相比,DA、DG和DD处理显著提高稻田系统NEEB(净生态系统经济预算),分别提高了541.12%、526.44%和356.39%。<br> 综合来看,稻虾共作模式是一个能够改善生态环境、增加经济收入、缓和稻田温室效应、保障粮食安全和绿色低碳的稻田综合种养模式,其中,稻虾共作模式中养殖密度的适当增加,对稻虾共作模式的经济生态环境效益有促进作用。
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