节水灌溉、树脂包膜尿素和脲酶/硝化抑制剂对双季稻温室气体减排的协同作用

摘要

[目的]研究薄浅湿晒节水灌溉技术的减排增产效果及其与新型氮肥和添加剂的协同作用,提出增产与减排双赢的水氮管理措施.[方法]以江汉平原双季稻为研究对象,设置4种不同水氮管理措施:①普通尿素+常规灌溉(U+CI),作为对照(CK);②普通尿素+薄浅湿晒节水灌溉(U+SI);③树脂包膜控释尿素+薄浅湿晒节水灌溉(CRU+ SI);④碧晶尿素(含0.5％硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶)+氢醌+薄浅湿晒节水灌溉(NU+HQ+SI).采用静态箱-气象色谱法进行稻田温室气体连续监测,分析不同水氮管理措施的CH4和N2O排放量、基于CH4和N20的综合温室效应.水稻收获后统计产量,计算各处理单位产量的排放量(GHGI).[结果]薄浅湿晒节水灌溉有效抑制了特别是水稻生育后期的CH4排放峰,导致早稻和晚稻U+SI处理的CH4排放量极显著地小于U+CI处理(P＜0.01),且晚稻的减排幅度更大.节水灌溉条件下,施用树脂包膜控释尿素、碧晶尿素混施氢醌比普通尿素进一步减少CH4排放量,CRU+SI和NU+ HQ+ SI处理的两季水稻CH4排放总量分别是U+SI处理的60％和73％.薄浅湿晒节水灌溉促进了稻田N2O的排放,早稻和晚稻U+SI处理的N20排放量分别比U+CI处理显著增加了34％和39％(P＜0.05).节水灌溉条件下,相比普通尿素,碧晶尿素混施氢醌、树脂包膜控释尿素处理的N2O排放量呈现减少的趋势,尤其以碧晶尿素混施氢醌处理的控制效果更好.综合早稻和晚稻2个季节,薄浅湿晒节水灌溉下CH4和N2O排放此消彼长,但CH4减排量大于N2O增排量.总体而言,薄浅湿晒节水灌溉具有减少稻田综合温室效应的作用,减排效果视不同氮肥种类而不同,以树脂包膜控释尿素的减排效果最高为49％,其次为碧晶尿素混施氢醌,减排幅度达46％,普通尿素最低为28％.同时,施用树脂包膜控释尿素、碧晶尿素混施氢醌更有利于增加水稻产量,降低排放强度.[结论]薄浅湿晒节水灌溉具有减排稳产的良好效果,薄浅湿晒节水灌溉结合施用树脂包膜控释尿素和添加脲酶/硝化抑制剂能进一步增加水稻产量和减少稻田温室气体排放,可作为水稻生产减排增效的推广技术.