本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境和水稻栽培與耕作領(lǐng)域，具體涉及一種通過土壤深層注氣增氧促進(jìn)稻田固碳減排、提高水稻產(chǎn)量的方法。

背景技術(shù)：

1、甲烷是重要的溫室氣體之一，其增溫潛勢(shì)是二氧化碳的25-28倍。稻田因長(zhǎng)期淹水管理，其厭氧環(huán)境導(dǎo)致稻田成為全球公認(rèn)的甲烷排放主要來(lái)源之一，且厭氧環(huán)境不利還田秸稈分解，稻田碳匯作用受限。中國(guó)是世界上最大的水稻生產(chǎn)國(guó)，占世界水稻種植面積的20％左右，增強(qiáng)稻田生產(chǎn)碳匯作用關(guān)系到“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成。

2、通過稻田增氧管理可以削弱土壤有機(jī)碳厭氧分解生成甲烷，并促進(jìn)甲烷氧化，同時(shí)促進(jìn)秸稈等有機(jī)物料外源碳分解后被土壤固定，但土壤含氧量的升高也會(huì)加強(qiáng)土壤有機(jī)碳的好氧分解，造成土壤碳庫(kù)流失。目前施用增氧劑等稻田化學(xué)增氧管理法，難以控制土壤含氧量范圍且失效快，水體增氧等物理增氧法所需設(shè)備投入成本高，難以兼顧稻田甲烷減排和經(jīng)濟(jì)收益。

3、因此，目前急需一種可以促進(jìn)稻田固碳減排和提高水稻產(chǎn)量的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種通過土壤深層注氣增氧促進(jìn)稻田固碳減排、提高水稻產(chǎn)量的方法。本發(fā)明提供的方法不僅能利用土壤深層注氣增氧裝置將土壤含氧量調(diào)控到相應(yīng)范圍，兼顧甲烷減排和土壤固碳，還能通過促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，提高稻田產(chǎn)量。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種促進(jìn)水稻田固碳減排的方法，具體包括以下步驟：

4、(1)超量還田、移栽水稻：水稻秸稈還田量控制在4500-5000kg?hm-2；選擇3-4片葉，10-14cm高的秧苗插秧，插秧密度為18-21萬(wàn)穴hm-2；

5、(2)土壤深層注氣增氧管理：

6、利用注氣裝置進(jìn)行土壤深層注氣增氧管理；根據(jù)有機(jī)碳背景含量控制土壤最高含氧量范圍；所述注氣裝置安置在稻田每400-500m2的土壤深層注氣增氧區(qū)的中心位置，以注氣裝置為中心點(diǎn)，鋪設(shè)硅膠管輸氣管道；所述注氣裝置包括空氣壓縮機(jī)、貯氣罐和注氣矛；

7、(3)田間管理：對(duì)稻田定期施肥、灌水及進(jìn)行病蟲草害防治管控。

8、優(yōu)選地，所述注氣裝置中空氣壓縮機(jī)與貯氣罐進(jìn)氣口連接，貯氣罐出氣口連接氣體流速控制閥，注氣矛通過硅膠導(dǎo)管與氣體流速控制閥連接。

9、更優(yōu)選地，所述空氣壓縮機(jī)最小功率550w，最小排氣量40l?min-1，最小轉(zhuǎn)速1300rmin-1。

10、優(yōu)選地，所述貯氣罐最小容積為10l。

11、優(yōu)選地，所述注氣矛為多孔圓餅狀或圓柱形管狀端口；圓餅狀，直徑為8-10cm，厚度為1-3cm；圓柱形管狀，直徑3-5cm，長(zhǎng)度為10-15cm。

12、優(yōu)選地，所述鋪設(shè)硅膠管輸送通道的過程要覆蓋整個(gè)土壤深層注氣增氧區(qū)，每條硅膠管輸氣通道間隔3-5m利用支管設(shè)置一個(gè)注氣矛端口，注氣矛埋入30-40cm土壤深層，硅膠管道埋放在2-5cm土層。

13、優(yōu)選地，所述土壤深層注氣增氧管理包括在秸稈還田后1個(gè)月內(nèi)，每次注氣間隔為2-4天，之后在水稻分蘗期和孕穗期甲烷排放峰值期，每次注氣間隔為4-6天，持續(xù)注氣1周，其他生育階段每次注氣間隔為10-14天，每個(gè)注氣點(diǎn)注氣矛氣體流速控制在10-15lh-1；

14、優(yōu)選地，所述土壤含氧量調(diào)控范圍為：土壤有機(jī)碳含量在25.0g?kg-1以下，土壤含氧量閾值范圍為5.0-6.0mg?l-1；土壤有機(jī)碳含量在25.0g?kg-1以上，土壤含氧量閾值范圍為3.0-4.0mg?l-1。

15、優(yōu)選地，所述田間管理過程中，稻田施肥總量范圍為150-180kgn?hm-2、60-90kgp2o5?hm-2與120-150kg?k2o?hm-2；氮肥按基肥：分蘗肥：穗肥＝5:2:3的比例施用，磷肥和鉀肥作為基肥一次性施用。

16、本發(fā)明還提供了上述方法在促進(jìn)稻田固碳減排和提高水稻產(chǎn)量中的應(yīng)用。

17、本發(fā)明有益效果：

18、1、利用土壤深層注氣增氧裝置將土壤含氧量調(diào)控到相應(yīng)范圍，兼顧甲烷減排和土壤固碳，并通過促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，提高稻田產(chǎn)量。

19、2、本發(fā)明增氧設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，設(shè)備配件型號(hào)可選擇范圍大，經(jīng)濟(jì)投入低。

技術(shù)特征：

1.一種促進(jìn)水稻田固碳減排的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述注氣裝置中空氣壓縮機(jī)與貯氣罐進(jìn)氣口連接，貯氣罐出氣口連接氣體流速控制閥，注氣矛通過硅膠導(dǎo)管與氣體流速控制閥連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述空氣壓縮機(jī)最小功率550w，最小排氣量40lmin-1，最小轉(zhuǎn)速1300rmin-1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述貯氣罐最小容積為10l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述注氣矛為多孔圓餅狀或圓柱形管狀端口；圓餅狀，直徑為8-10cm，厚度為1-3cm；圓柱形管狀，直徑3-5cm，長(zhǎng)度為10-15cm。

6.根據(jù)權(quán)利1所述方法，其特征在于，所述鋪設(shè)硅膠管輸送通道的過程要覆蓋整個(gè)土壤深層注氣增氧區(qū)，每條硅膠管輸氣通道間隔3-5m利用支管設(shè)置一個(gè)注氣矛端口，注氣矛埋入30-40cm土壤深層，硅膠管道埋放在2-5cm土層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述土壤深層注氣增氧管理包括在秸稈還田后1個(gè)月內(nèi)，每次注氣間隔為2-4天，之后在水稻分蘗期和孕穗期甲烷排放峰值期，每次注氣間隔為4-6天，注氣時(shí)間為一周以上，其他生育階段每次注氣間隔為10-14天，每個(gè)注氣點(diǎn)注氣矛氣體流速控制在10-15lh-1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述土壤含氧量調(diào)控范圍為：土壤有機(jī)碳含量在25.0g?kg-1以下，土壤含氧量閾值范圍為5.0-6.0mg?l-1；土壤有機(jī)碳含量在25.0g?kg-1以上，土壤含氧量閾值范圍為3.0-4.0mg?l-1。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述田間管理過程中，稻田施肥總量范圍為150-180kg?n?hm-2、60-90kg?p2o5hm-2與120-150kg?k2ohm-2；氮肥按基肥：分蘗肥：穗肥＝5:2:3的比例施用，磷肥和鉀肥作為基肥一次性施用。

10.權(quán)利要求1所述方法在促進(jìn)稻田固碳減排和提高水稻產(chǎn)量中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過土壤深層注氣增氧促進(jìn)稻田固碳減排、提高水稻產(chǎn)量的方法。本發(fā)明提供的方法，針對(duì)水稻田栽培與耕作環(huán)境、稻田甲烷排放特點(diǎn)和稻田有機(jī)碳庫(kù)管理設(shè)計(jì)，利用土壤深層注氣裝置，與稻田生產(chǎn)管理相結(jié)合，通過土壤深層注氣，結(jié)合土壤有機(jī)碳含量背景，將土壤含氧量升高到相應(yīng)閾值范圍，實(shí)現(xiàn)減少稻田甲烷排放的同時(shí)，增加稻田土壤有機(jī)碳含量和稻谷產(chǎn)量。

技術(shù)研發(fā)人員：劉天奇,熊棟梁,黃晶,李成芳,曹湊貴,張穎,曲建華,湯計(jì)超,胡權(quán)義,譚文峰,劉德辛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6