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甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)是重要的温室气体,稻田是大气CH4和N2O的重要排放源。探索稻田CH4与N2O排放规律及减排措施具有重要的科学与实践意义。本文以我国川中丘陵地区冬水田为对象,采用静态箱-气相色谱法田间原位测定稻田CH4与N2O排放通量,探讨非水稻生长期水分管理、水稻覆膜节水高产技术及该技术下施用控释肥和抑制剂对冬水田CH4与N2O排放的影响,为控制稻田温室气体排放、缓解全球变暖、促进气候友好型低碳农业发展提供理论依据。 非水稻生长期水分管理影响冬水田全年CH4与N2O排放。与冬季淹水相比,冬季排水分别减少冬水田全年CH4排放量和综合温室效应48~61%和45~59%,增加N2O排放量120~480%;排水落干分别减少冬季及后续稻季CH4排放79~91%和38~52%,增加冬季及后续稻季N2O排放334~600%和18~460%;非水稻生长期,土壤温度是稻田CH4排放的主要控制因子;稻田CH4与N2O排放主要集中在水稻生长期,冬季排水处理CH4排放在水稻生长期出现较晚且峰值较低,而其N2O排放峰值较大,是冬季淹水的14.1倍。 与冬水田相比,覆膜栽培分别减少全年稻田CH4排放量和综合温室效应78~84%和67~74%,增加10.1~20.8倍的N2O排放量;覆膜栽培可抑制水稻生长期CH4排放峰值,降幅达53~79%。各处理水稻生长期土壤可溶性有机碳含量(DOC)显著高于休闲期(P<0.05)。覆膜栽培下土壤DOC含量低于常规栽培。土壤温度与土壤Eh是影响稻田CH4排放的关键因素。2012~2013观测期内,冬水田与覆膜稻田CH4排放与其对应处理的土壤温度极显著正相关(P<0.01),与土壤Eh极显著负相关(P<0.01)。 水稻生长期,抑制剂施用均有效减少稻田N2O排放量。栽培方式影响氢醌/双氰胺(HQ/DCD)对稻田N2O的减排效果。覆膜栽培N2O排放集中在水稻生长前期,HQ/DCD与基肥混施可显著降低49~78%的N2O季节总排放量(P<0.05)。而常规栽培N2O排放集中在水稻生长后期,过早施入HQ/DCD降低HQ/DCD对整个水稻生育期稻田N2O排放的减排效果。HQ/DCD施用对常规与覆膜栽培方式下稻田CH4排放无明显影响。在2010年水稻生长期,HQ/DCD显著降低覆膜稻田综合温室效应(P<0.05),而在2011~2012年水稻生长期对稻田对综合温室效应无显著影响。三年田间试验表明,HQ/DCD对水稻产量无明显影响。2013年水稻生长期,2-氯-6-三氯甲基毗啶(CP)有效减少稻田N2O排放17~27%,分别减少常规和覆膜栽培CH4季节总排放9%和2%,对稻田CH4和N2O的综合温室效益与水稻产量均无显著性影响(P>0.05)。 控释肥料分别减少水稻覆膜节水高产栽培稻田CH4排放量、N2O排放量和综合温室效应3~13%、13~44%和4~13%;水稻覆膜节水高产栽培N2O季节总排放占施氮量的0.3~1.2%,施入控释肥料后,其N2O季节总排放降为施氮量的0.1~1.0%;控释肥料减少烤田前N2O排放13~50%(P<0.05);控释肥料可抑制施肥引起的N2O排放峰值,降幅达23~53%;水稻覆膜节水高产栽培条件下,控释肥料对不同水稻生长季节土壤微生物生物量氮(MBN)与土壤NH4+-N含量无显著影响(P>0.05)。控释肥料对覆膜节水高产栽培下水稻产量无明显影响(P>0.05)。