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农田生态系统在全球大气温室气体(CH4和N2O)的收支中扮演着重要的角色,是重要的温室气体排放源之一,因此探讨和研究不同农业管理措施对我国农田温室气体排放的综合影响,进而合理评价不同农业管理措施下农田生态系统的综合温室效应和温室气体排放强度变的尤为重要。本文以我国华东地区典型的稻麦复种生态系统为研究对象,采用静态箱-气相色谱法测定CH4和N2O的排放通量,探讨秸秆与腐秆剂不同的施入时间及秸秆与脲酶/硝化抑制剂配施对稻麦复种体系CH4和N2O排放的影响。同时,通过田间原位试验探究不同水分管理模式下,硝化抑制剂对稻田CH4和N2O排放的影响。本研究旨在为控制稻麦复种体系温室气体排放,缓解全球变暖及促进气候友好型低碳农业发展提供理论支撑。 水稻生长季秸秆的不同施用方法显著影响稻麦复种体系CH4和N2O排放。仅施秸秆处理增加水稻生长季CH4排放量和综合温室效应280-1370%和180-990%,降低N2O排放量7-13%;秸秆与瑞莱特腐秆剂配施和秸秆与金葵子腐秆剂配施处理在仅施秸秆的基础上分别增加水稻生长季CH4排放量7-13%和6-12%,综合温室效应5-12%和5-11%,降低N2O排放量10-27%和9-24%,但二者温室气体排放强度无明显差异。其中,相对于仅施秸秆,秸秆与腐秆剂配施处理土壤较高的土壤CH4产生潜势和土壤DOC(Dissolved Organic Carbon,DOC)含量是水稻生长季CH4排放量升高的重要原因,而较低的底物浓度(NH4+-N和NO3--N)是导致N2O排放量降低的主要原因。秸秆与瑞莱特腐秆剂配施和秸秆与金葵子腐秆剂配施处理水稻生长季土壤CH4产生潜势比仅施秸秆处理分别增加了55%和39%。对于后续小麦生长季,水稻生长季秸秆的施用降低麦季NH4+-N和NO3--N含量,进而减少后续麦季17-39%N2O排放。秸秆与腐秆剂配施处理和仅施秸秆处理N2O排放无明显差异。就全年而言,水稻生长季秸秆施用较不施秸秆处理增加90-770%的全年综合温室效应和80-750%的全年温室气体排放强度,秸秆与腐秆剂配施处理和仅施秸秆处理温室气体排放强度间无明显差异。 小麦生长季秸秆施用方法的不同显著影响稻麦复种体系CH4和N2O排放。仅施秸秆处理减少小麦生长季N2O排放量13-15%,秸秆与瑞莱特腐秆剂和秸秆与金葵子腐秆剂配施,相对于仅施秸秆处理,分别减少N2O排放12%和9-14%。秸秆与腐秆剂配施处理较低N2O排放可能是秸秆与腐秆剂配施加速土壤氮固定,降低土壤NH4+-N和NO3--N含量所致。对于后续水稻生长季,小麦生长季仅施秸秆处理增加水稻生长季CH4排放量和N2O排放量88%和95%,而秸秆与腐秆剂配施处理和仅施秸秆处理二者间无明显差异。就全年而言,小麦生长季仅施秸秆处理增加全年综合温室效应和温室气体排放强度54%和43%,秸秆与腐秆剂配施处理和仅施秸秆处理二者间均无明显差异。 秸秆与HQ/DCD配施显著影响水稻生长季N2O排放。施用秸秆增加稻田CH4排放量、综合温室效应和温室气体排放强度2700%、1680%和1590%,降低N2O排放量16%。相对于仅施秸秆处理,秸秆与HQ/DCD配施降低N2O排放量、综合温室效应和温室气体排放强度11%、4%和9%,对CH4排放则无明显影响。秸秆与HQ/DCD配施处理降低N2O排放可能的原因是HQ/DCD的施用延缓尿素水解,抑制硝化作用,从而减少反硝化作用的底物NO3--N,进而降低N2O的排放。因此,对秸秆还田稻田而言,秸秆与HQ/DCD配施是一种值得推荐的秸秆利用措施。 水稻生长季内不同水分管理模式和DCD的施用均影响稻田CH4和N2O的排放。间隙灌溉管理下,稻田CH4排放主要集中在烤田前持续淹水期,N2O排放主要集中在烤田期和干湿交替阶段;湿润灌溉管理下,CH4排放量较低,N2O排放主要集中在施肥后水分剧烈变化阶段。与间隙灌溉相比,湿润灌溉降低CH4排放量、综合温室效应和温室气体排放强度49-71%、19-43%和8-10%,增加N2O排放33-72%。DCD的施用减少间隙灌溉稻田N2O排放量、综合温室效应和温室气体排放强度26-31%、13-14%和19-28%,减少湿润灌溉稻田N2O排放量、综合温室效应和温室气体排放强度25-38%、8-10%和27-33%,对两种水分管理模式下CH4排放则无明显影响。同时,湿润灌溉条件下,施用DCD增加水稻产量6-7%。因此,湿润灌溉管理下施用DCD是一种值得在湿润灌溉的稻作地区进行推广的农业温室气体减排措施。