【摘 要】
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甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是仅次于CO2的两种重要的温室气体,而稻田是陆地生态系统CH4和N2O的主要排放源之一。水稻是我国主要的粮食作物,稻田占我国耕地总面积达27%,是重要的温室气体源和汇。在全球变暖背景下,探究稻田土壤CH4氧化和N2O还原过程,揭示稻田中的温室气体消减规律,对全球温室气体减排具有重要意义。本试验以常温稻田（CK）、夜间增温稻田（NW）、常温施硅稻田（Si）、夜间增温
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甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是仅次于CO2的两种重要的温室气体,而稻田是陆地生态系统CH4和N2O的主要排放源之一。水稻是我国主要的粮食作物,稻田占我国耕地总面积达27%,是重要的温室气体源和汇。在全球变暖背景下,探究稻田土壤CH4氧化和N2O还原过程,揭示稻田中的温室气体消减规律,对全球温室气体减排具有重要意义。本试验以常温稻田（CK）、夜间增温稻田（NW）、常温施硅稻田（Si）、夜间增温施硅稻田（NW+Si）为研究对象,进行好氧和厌氧培养试验,分析稻田好氧CH4氧化、厌氧CH4氧化速率和N2O还原速率的变化规律,揭示其对三种外源氮形态（NH4+、NO3-、Urea）的响应特征,探索CH4氧化对土壤有机碳积累的贡献,分析N2O还原的N转化潜力,探明N2O对厌氧CH4氧化可能的影响特征。得到如下主要结论:（1）四种稻田土壤的好氧CH4氧化过程存在显著差异。其中,在根际土中,四种稻田好氧CH4速率为7.48～10.85μg·g-1soil·d-1,Si稻田氧化速率最快,NW稻田最慢。13C-SOC净增量为8.92～13.58μmol·g-1soil,其中施硅稻田净增量最大。说明夜间增温抑制了好氧CH4过程,而施加硅肥却大大促进了该过程,且施硅促进了13CH4被同化进入土壤有机碳,提高了好氧CH4氧化过程的固碳效率。而非根际土中的好氧CH4氧化速率为16.11～16.48μg·g-1soil·d-1,13C-SOC净增量为11.59～13.21μmol·g-1soil,都普遍高于根际土。施加外源N对四种稻田土壤好氧CH4氧化过程的影响效应各异。其中,在非根际土中,NW+Si稻田添加NH4+-N,NO3--N,尿素条件下,CH4好氧氧化速率都显著高于其他稻田,分别高出23.34～41.20%,54.73～225.66%和18.65～64.91%。且添加三种形态N后,Si稻田和NW+Si稻田（根际土和非根际土）的13C-SOC丰度与净增量均高于其它两种无硅稻田,表明施加氮肥条件下,施硅显著促进了稻田好氧CH4氧化的碳同化效率。（2）四种稻田厌氧CH4氧化过程中,根际土之间CH4厌氧氧化速率为4.11～6.33nmol CO2·g-1soil·d-1,表现为CK稻田＞NW+Si稻田＞NW稻田＞Si稻田;非根际土间速率为6.23～8.97 nmol CO2·g-1soil·d-1,表现为CK稻田＞NW+Si稻田＞Si稻田＞NW稻田,说明增温和施硅抑制了CH4厌氧氧化速率。四种稻田非根际土的厌氧CH4速率总体高于根际土。四种稻田的13C-SOC丰度均高于自然丰度,其中根际土的13C-SOC净增量大小表现为Si稻田＞NW稻田＞CK稻田＞NW+Si稻田,非根际土为CK稻田＞NW稻田＞NW+Si稻田＞Si稻田。除了根际Si稻田土壤,其余稻田13C-CO2净增量/(土壤13C-SOC+13C-CO2净增量)均高于50%,表明13CH4发生厌氧氧化后大部分被反应为13CO2,但施硅有利于土壤碳的固定。施加不同形态外源N后,对于CH4厌氧氧化过程的影响并不一致。在根际土中,添加NH4+-N和NO3--N后,NW稻田,NW+Si稻田,Si稻田厌氧CH4速率均高于CK稻田,分别高出18.69～106.80%和124.99～161.80%。添加尿素后,NW稻田和Si稻田厌氧CH4氧化速率高于CK稻田分别为1.12%和22.26%,表明施加氮肥条件下,增温和施硅处理均促进了稻田根际CH4厌氧氧化。非根际土中,施加三种不同形态N后的施硅稻田CH4厌氧氧化速率均低于CK稻田,说明N输入抑制了施硅稻田非根际土的CH4厌氧氧化过程。（3）NW稻田、Si稻田根际土壤的N2O还原速率均高于CK稻田,分别高出36.17%和17.73%,而非根际土四种稻田还原速率为12.84～17.49μg·g-1soil·d-1,四种稻田间无明显差异。施加不同形态外源N条件下,NW+Si稻田、Si稻田根际和非根际土壤的N2O还原速率基本高于NW稻田,且在非根际土中尿素促进作用最明显,并通过相关分析发现,还原速率与长期增温/施硅试验处理下稻田土壤DOC含量密切相关。（4）与添加CH4处理相比,添加CH4+N2O处理显著提高了四种稻田厌氧CH4速率,其中根际土增幅为37.86～109.90%,非根际土为0.27～102.52%。添加CH4+N2O条件下,四个稻田根际与非根际土的13C-SOC净增量均高于其在仅有CH4条件下的净增量,说明N2O也促进了稻田土壤CH4厌氧氧化速率及13C-SOC同化。CH4+N2O处理下,Si稻田和NW+Si稻田（根际和非根际土）的13C-SOC净增量均高于无硅稻田土壤,说明施硅促进了稻田土壤CH4氧化过程的土壤碳同化。
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