水肥管理对热带地区双季稻田CH4和N2O排放的影响

摘要

水稻土被广泛认为是甲烷(CH4)和氧化亚氮(N_(2)O)主要排放源,深入研究不同水肥管理条件下热带地区双季稻田CH4和N_(2)O的排放特征,对补充我国双季稻田温室气体排放研究的不足意义重大.本研究设置8个处理:常规灌溉-施磷钾肥(D-PK)、常规灌溉-施氮磷钾肥(D-NPK)、常规灌溉-施氮磷钾+有机肥(D-NPK+M)、常规灌溉-施有机肥(D-M)、长期淹水-施磷钾肥(F-PK)、长期淹水-施氮磷钾肥(F-NPK)、长期淹水-施氮磷钾+有机肥(F-NPK+M)和长期淹水-施有机肥(F-M).采用密闭静态箱-气相色谱法测定双季稻田CH4和N_(2)O排放量,测定水稻产量和估算全球增温潜势(GWP)及温室气体排放强度(GHGI).结果表明:(1)早稻季和晚稻季CH4累积排放量分别为10.3~78.9 kg·hm^(-2)和84.6~185.5 kg·hm^(-2).与F-PK和F-NPK处理相比,早稻季F-NPK+M和F-M处理显著增加CH4累积排放量.同一施肥条件下,长期淹水处理CH4累积排放量高于常规灌溉处理.灌溉和施肥极显著影响早稻季CH4累积排放量.(2)早稻季和晚稻季N_(2)O累积排放量分别为0.18~0.76kg·hm^(-2)和0.15~0.58 kg·hm^(-2).与F-PK处理相比,早稻季F-NPK处理N_(2)O累积排放量显著增加;与D-PK相比,D-NPK、D-NPK+M和D-M处理显著增加N_(2)O累积排放量.与F-PK相比,晚稻季长期淹水其它处理N_(2)O累积排放量显著增加;与D-PK处理相比,D-NPK和D-M处理N_(2)O累积排放量显著增加.施肥极显著影响早稻季N_(2)O排放;灌溉和施肥极显著影响晚稻季N_(2)O排放.(3)早稻和晚稻产量分别为7310.7~9402.4 kg·hm^(-2)和3902.8~7354.6 kg·hm^(-2),且F-NPK和F-M处理下早稻产量显著高于F-PK和D-NPK、D-PK和D-NPK处理.与PK处理相比,同一灌溉条件下其余3种施肥处理均显著增加晚稻产量.早稻季GWP和GHGI分别为580.8~2818.5kg·hm^(-2)和0.08~0.30 kg·kg^(-1).与F-PK处理相比,常规灌溉条件下早稻季各施肥处理间GWP无显著性差异;但长期淹水条件下F-NPK+M和F-M处理GWP均显著增加.早稻季F-NPK+M和F-M处理GHGI显著高于其它处理.晚稻季GWP和GHGI分别为3091.6~6334.2 kg·hm^(-2)和0.50~1.23 kg·kg^(-1).灌溉显著影响早稻和晚稻季GWP和GHGI,施肥对晚稻季GWP和GHGI的影响不显著.(4)土壤NH^(+)_(4)-N含量和5 cm土温均与CH4排放呈极显著负相关,p H与CH4排放呈极显著正相关,但与N_(2)O排放呈显著负相关.土壤NH^(+)_(4)-N和NO^(-)_(3)-N含量与N_(2)O排放呈极显著负相关.综合作物产量、GWP和GHGI考虑,D-NPK+M可推荐为当地最优的减排稳产的水肥管理模式.