气候智能型水稻种植:肥料与轻度间歇性洪水的综合管理

该博客由Tapan Adhya的Richie Ahuja合着& 克里特

通过采用气候智能型耕作方法,印度的小农耕作社区可以变得更具气候适应能力,并提高产量和利润。但是,正如环境保护基金最近透露的那样,稻农使用目前精心计划的有条理的灌溉做法(间歇性洪水)来改善缓解和适应状况,可能会导致一氧化二氮(N2O),一种功能强大,寿命长的温室气体。

与公平气候网络和印度各地的基层非政府组织合作,我们在2012年至2016年间与五个州16,000英亩的小农户直接合作,对甲烷(CH4) & N2照常营业和潜在的气候智能农业实践的O排放。

泰米尔·塞尔维(Tamil Selvi)摄影。一位农民学习使用田间水管测量田间水位

我们的研究结果 刚刚发表在《美国国家科学院院刊》上伴随全球分析 描述 N被低估的作用2世界各地稻米农场的O排放。我们具体表明,间歇性淹没的稻田可排放多达33 kg-N的氮2呵呵-1 季节-1,是全球文献中以前报道的三倍。我们还显示了排放因子(氮肥转化成氮的百分比2O)目前已提交给联合国的国家清单中用于大米的稻谷与我们的调查结果(高达30%)相比太低(即0到0.7%)。实际上,包括印度和中国在内的世界上所有主要稻米生产国均提供了稻田甲烷排放量的估算值,但未报告稻米氮含量。2O或与联合国有关的排放因子。

不足为奇的是,我们伴随的地理空间推断表明N2稻田的O排放量可能被大大低估了。在间歇性洪水的强烈形式下,我们表明印度稻米农场可能排放0.5至80万吨的N2每年O,比当前估计(大多数农场假设连续洪水且使用低排放因子)高出30-40倍。

好消息是,有可能在短时间内(例如20年)减少CH对水稻种植的气候影响4 N的排放量和长期(例如100年)2如果有机物和氮的添加与浅水(轻度间歇性)洪水一起管理,则产生O排放。我们发现,从长期来看(100年),集成管理可以减少N2O和CH4 排放0-6 tCO2e100-1 季节-1 和0-2.5 tCO2e100-1 季节-1, 分别。相反,在不适当地共同控制氮或有机物输入的情况下,交替进行润湿和干燥(或间歇性驱油)会显着增加氮含量。2O排放。我们鼓励将建议纳入印度研究机构和其他促进间歇性洪水的组织发布的现有准则中,因为即使在间歇性洪水条件下,它们仍可保持或增加土壤碳含量,从而提高了氮和水的利用效率,并提高了农场的盈利能力。

稻田中添加的氮肥和有机物对氮素有正反作用2分别为O排放。但是,我们发现洪水制度是影响氮素含量的最重要因素。2水稻种植过程中的O排放。在间歇性淹水的稻田中,土壤中的氧气水平对于高氮更为有利2O,但对于高CH则更少4 排放。本文根据水指数(洪水季节的累积洪水程度,由季节中的田间水管水平确定)和长期洪水事件的次数(水在土壤中停留超过三天的时间)对洪水进行分类。

轻度间歇性洪水可以最大程度地减少水稻对气候的净影响。通常建议交替润湿和干燥以减少CH4 排放使水在一个季节内多次降到土壤高度以下15厘米,并且大致对应于我们的中等间歇性洪水制度,这会增加N2与持续淹没的农场相比,O的排放量。季中排水(-20厘米,持续7-8天)意味着水指数为100-450厘米。

根据我们对印度许多农场的照常营业和替代取景做法对气候影响的深入分析,我们可以向农民提供以下建议。

  1. 对于浅水(即轻度间歇性)洪水,水指数应保持在-250至250厘米之间。
  2. 水保持高于土壤水平的次数>应限制3天控制CH4 排放。
  3. 应限制和优化无机氮肥的添加量,以管理农作物的产量。对于间歇性淹水的区域,应在洪水发生前立即分次添加无机氮。
  4. 在生长季节,农场的排水不应过多,水位应保持在-5至-7厘米以上(除非接近收获)。
  5. 对于水指数高的农场,应减少有机物的使用以限制CH4 排放,特别是当土壤有机碳含量高时。
  6. 对于水快速渗透(或水指数低)的农场,可以添加更多的有机碳以减少氮2O排放。

这些建议是一般性的,要确定1)灌溉稻田的实际洪水泛滥程度,还需要进行更多针对特定区域的研究; 2)在我们研究区域以外的地区,甲烷和一氧化二氮的排放如何与土壤和管理参数相关联; 3)如何在减少气候影响的同时最大化水稻产量。

改良的水稻种子品种(耐洪涝,干旱或盐碱)可以帮助农民适应气候变化。但是,与杂交种子相关的成本较高,对自给农民和雨养系统的适应性较低,因此除中国以外,亚洲的收养率一直很低。除非设法管理这些新水稻品种以优化资源利用效率和可持续产量,否则稻米种植将无法发挥其缓解气候变化的巨大潜力,同时又能提供长期粮食安全。因此,至关重要的是,所有气候智能型农业计划都应为该地区选择正确的洪水制度,以减轻稻田中甲烷和一氧化二氮的排放。

有关其他资源,包括水稻一氧化二氮排放量的全球风险图,请访问 edf.org/riceN2O

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