• 沒有找到結果。

田間排放之系統模擬 (DNDC)

1. 輸入之參數設定

DNDC 模式主要由三類主要參數設定進行評估,分別是氣象、土壤及作物栽 培 及 生 長 資 料 。 主 要 操 作 方 法 可 以 參 照 DNDC 模 式 使 用 說 明 書 (http://www.dndc.sr.unh.edu/) ,以下為本研究所使用之主要參數依據,其餘參數 以預設值進行操作。

(1) 氣象資料

依據前人所發表的中高粱小麥輪作田之雨水資料,雨水中的氮含量資料設定

為 1.6 mg N/L (溫和張, 2008);大氣中的二氧化碳及二氧化碳的年增率則由 http://co2now.org/ 網站所提供,由於模擬起始年度為 2012 年,大氣的二氧化碳 濃度設定為 393 ppm,濃度年增率為 2.7 ppm。勾選記錄每日模擬結果,以利後 續整理不同期作之排放結果。

大雅氣象資料選擇包含最高溫、最低溫、降雨量、風速、日射量及濕度之形 式;台中場的氣象資料選擇最高溫、最低溫、降雨量與日射量之形式。

(2) 土壤資料

土壤使用類別中,稻麥輪作田屬於 (2)Rice paddy field 類別。土壤質地則是 依照田間土壤性質調查資料輸入。大雅試驗田屬於(8) clay loam;台中場試驗田 屬於(6)sandy clay loam。土壤有機碳及初始土壤無機氮含量依據土壤性質測定輸 入。 由於試驗田區皆位於平地,坡度與雨水收集指標皆使用預設值。

(3) 作物栽培及生長資料

本次稻麥輪作試驗僅有單一一種耕作方式,為一年三作之稻稻麥輪作,由於 DNDC 模式是以一年為單位,且模擬開始並沒有植物種植的記錄,因此雖然試驗 調查為 2012 年年底開始,模擬的時間設定為 2012 年開始,前面一二期作使用 2013 年調查之栽培曆進行日期微調後,模擬成 2012 年之操作,所以總共模擬的 年份設為四年。其中又可以分為下列幾部分進行操作。

I、 作物生長參數

作物最大生質量(Max biomass production)以平均產量乘以 0.4(此為平均植株 含碳量)除以 0.8(由於實際生產過程中並無法百分之百達到最大產量)去進行估算。

植株的分配與碳氮比以實際收集之資料去進行輸入;累積積溫則是由實際種植日

期去計算其積溫,DNDC 之積溫設定為實際溫度 (oC)累計而成;由於水稻田常會 有藻類生成,故將固氮係數設定成 1.05;水稻之需水量設定為 500,小麥之需水 量設定為 300;最適溫度水稻設定為 25℃,小麥則是 22℃(Farooq et al., 2011; 吳, 2009)。

II、 整地

土壤整地的部分,可以依照不同整地程度進行選擇,水稻栽培中有分粗整地 及細整地,故依據實際田間調查將粗整地的設定為(4) ploughing with moldboard (20 cm);細整地為(3) ploughing with disk or chisel (10 cm);小麥田則會淺耕將種 子稍微打入田內,設定為(2) ploughing slighting (5 cm)。

III、 肥料

肥料施用的部分,目前的試驗田區皆屬於慣行栽培,使用化肥,惟 DNDC 模 式目前仍僅只於氮肥的操作設定,故依照台灣人肥料常用的形式,可以分成銨態 氮(Ammonium bicarbonate);硝酸態氮(Nitrate)及混合型態(NH4NH3/ Ammonium)。

若施用的氮肥為單質肥料(如:尿素、硫酸銨),則可以直接將之分類,但若為複 合肥,且未特別註明氮肥的形式,則以 Ammonium (NH4NH3)表示。肥料的施用 深度則依據田間操作設定,水稻基肥會搭配粗整地一起進行,故施用深度設為 5 cm;小麥基肥也會搭配淺耕,施用深度設定為 2 cm;其餘施肥由於為灑施,施 肥深度設為 0 cm。

IV、 灌溉

在 DNDC 設定中,灌溉 (irrigation)之定義為土壤並未超過一日以上的淹水 狀態稱之,故在本次的稻麥輪作試驗中,僅有小麥種植期的灌水屬於此,而水稻

的栽培曆中雖記載單日灌水 (當日進水與停水),但因為水稻栽培並不會排水,所 以屬於後述的淹灌。

台 灣 的 水 稻 田 屬 於 淹 灌 (flooding) , 依 照 灌 溉 的 性 質 選 取 持 續 淹 水 (conventional flooding/ 10 cm/ C)或間歇性灌水(marginal flooding/ -5~5cm/ M)。下 面以 2014 年大雅試驗田二期水稻做為範例(表 3),若為長期未停水之狀態,則使

表 3 大雅稻麥輪作試驗田二期水稻灌水記錄。左側進水與停水時間為實際操作 之記錄,而右側的類別及設定時間為 DNDC 設定之內容。類別 C 為持續灌水 (continuous flooding)而類別 M 則為間歇性灌水(marginal flooding)。

相關文件