摘要:
目的:农业活动引起的温室气体排放对全球变暖的影响日益得到关注,本试验研究不同施肥处理对稻田温室气体排放、产量和土壤养分的影响,以期为农田可持续利用和温室气体减排提供依据.方法:在长江中下游地区稻麦轮作区进行田间试验,设置不施氮肥(CK),当地习惯施肥(FP),推荐N肥(OPT),有机无机配施(OPT+M),秸秆还田(OPT+S)五个处理,采用静态箱/气相色谱(GC)法测定了稻季CH4、N2O和CO2的排放情况,调查了不同施肥措施对稻田温室气体增温潜势以及产量,测定了土壤养分,并综合产量和增温潜势对温室气体排放强度进行分析,提出该区域稻田减排增产的合理施肥措施.结果:1)不同处理CH4季节排放总量为OPT+S>OPT+M>FP>OPT>CK,排放量为99.02~143.69kg/hm2;N2O季节排放量为:FP>OPT+M>OPT>OPT+S>CK,排放量范围为0.95~3.57kg/hm2:CO2排放顺序与CH4季节排放趋势一致,排放量为7231.64~13715.24kg/hm2.2)根据稻季CH4和N2O季节排放量以及在100年尺度上的CO2当量计算,不同处理温室气体全球增温潜势大小顺序为OPT+S>OPT+M>FP>OPT>CK.在CK,FP,OPT,OPT+M和OPT+S的全球增温潜势中,N2O占的比重分别为10.31%、26.39%、21.51%、22.91%和11.58%,CH4所占比重分别为89.69%、73.61%、78.49%、77.09%和88.42%.稻田N2O的排放量很少,排放以甲烷为主,因此不同施肥措施所排放的N2O对综合温室效应的贡献远低于CH4.相对于当地习惯施肥处理,OPT,OPT+M和OPT+S三种优化施肥措施均在减少化肥施用量的情况下增加了水稻产量,增产率分别为3.6%、14.3%和8.5%,其中以有OPT+M处理增产效果最明显.3)不同施肥处理下,CO2排放强度为FP(0.56)>OPT+S(0.52)>OPT(0.50)>OPT+M(0.49),OPT和OPT+M显著低于当地习惯施肥处理,OPT+M CO2排放强度最低.4)有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量均在OPT+S处理中最高.结论:不同施肥措施影响稻季温室气体排放,施用有机肥和氮肥均增加了CO2、CH4、N2O的排放,秸秆还田增加了CO2和CH4排放,减少了N2O排放.稻田减排应以减少CH4排放为主,推荐氮肥量配施有机肥为碳强度评价体系下最优处理.秸秆还田对土壤养分的改善趋势明显,虽然增加了CO2排放,但考虑到其可避免因焚烧造成大量CO2的排放,总体上依然减少了CO2的排放,但对秸秆还田的适宜量需要进一步研究.