水分管理对旱直播稻温室气体排放与土壤无机氮的影响

摘要

为探究寒地黑土区不同水分管理方案对旱直播水稻温室气体排放和土壤无机氮的影响,设置4个处理:淹灌旱直播(YH)、湿灌旱直播(SH)、旱管旱直播(HH)和常规插秧淹灌(CK),并以CK处理作为对照,采用微区测坑进行试验,研究了旱直播水稻对温室气体甲烷(CH4)和氧化亚氮(N20)排放量、全球增温潜势(GWP)、以产量为基准的全球变暖潜势(GWPy)、0～ 60 cm土壤剖面铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3-N)含量的影响,分析了0～20 cm土层土壤温度、CH4和N2O排放量和0～20 cm土层NH4+-N和NO3-N含量的相关关系.结果 表明:各处理CH4和N2O排放量均呈先增后减的变化趋势,CH4排放峰值出现在拔节孕穗期,N2O排放峰值出现在抽穗开花期.各处理CH4累积排放量、GWP和GWPy由大到小均表现为CK、YH、SH、HH,N2O累积排放量由大到小表现为HH、SH、YH、CK.CK、YH、SH处理土壤NH4+-N和NO3-N含量在时间和剖面上的变化规律基本一致,从时间上看,NH4+-N含量峰值出现在分蘖中期和抽穗开花期,而NO3-N含量峰值出现在分蘖前期;从土壤剖面上看,CK、YH、SH处理NH4+-N和NO3-N含量分别以20～ 40 cm和40 ～ 60 cm土层最高,而HH处理NH4+-N和NO3-N含量分别以40～60 cm和0～20 cm土层最高.各处理稻田5、10、15、20 cm土层土壤温度(T5、T10、T15、T20)均呈先升后降的变化趋势.CK、YH、SH、HH处理T5、T10、T15、T20与CH4排放量、NH4+-N含量呈正相关;YH处理T15、L0与N2O排放量呈正相关,与NO3-N含量呈负相关;SH、HH处理T5、T10、T15与N2O排放量呈负相关,与NO3-N含量呈正相关.YH、SH、HH处理NH4+-N和NO3-N含量呈此消彼长的密切关系.本研究可为东北黑土区旱直播稻田减缓温室效应和土壤氮素高效利用提供理论依据.