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稻草还田和冬种绿肥是我国南方稻田重要的培肥措施。因自身碳、氮组成所限,稻草和绿肥单独还田时有一定的局限性。近来,绿肥小组研发了稻草还田下种植利用绿肥技术,实现了稻草和绿肥同时还田,该技术模式下的土壤碳、氮效应需要加强研究。本文利用田间小区试验、盆栽及培养试验,研究了稻草与豆科绿肥联合还田下稻田生产与培肥效应、土壤碳氮转化及温室气体排放特征。田间小区试验包括冬闲+稻草不还田、冬闲+稻草还田、冬种紫云英+稻草不还田、冬种紫云英+稻草还田4个处理;盆栽试验设不施肥、单施化肥、化肥+稻草、化肥+绿肥、化肥+稻草绿肥混施5个处理;培养试验分别在等量碳和等量氮投入的前提下,各设不添加物料、单独绿肥(C/N=14:1)、单独稻草(C/N=63:1)、稻草与绿肥混合I(C/N=25:1),稻草与绿肥混合II(C/N=35:1)5个处理。主要结果如下:1.四年田间定位试验结果显示,稻草还田能够提高绿肥产草量及植株含氮量,稻草紫云英联合还田比各自单独应用有更好的提高水稻产量和土壤肥力效果。稻草与紫云英联合还田四年水稻平均产量分别比稻草、紫云英单独还田提高了284.9 kg·hm-2和140.8kg·hm-2。与冬闲稻草不还田相比,稻草紫云英联合还田下,土壤有机质(SOM)增加了9.7%,全氮(TN)增加了10.2%,MBC和MBN增加了25.2%和36.6%;土壤可溶性有机碳(DOC)、氮(DON)、无机氮(IN)、有效钾和有效磷也显著提升。2.盆栽条件下,与单施化肥相比,化肥+绿肥(紫云英)、化肥+稻草绿肥混施处理均显著增加水稻产量,增幅为13.2%和17.9%。同时,3个添加有机物料处理DOC平均增加了6.2%8.9%,IN平均降低了4.5%25.4%,CO2增排6.3%18.2%,CH4增排45.5%81.1%。较化肥+稻草和化肥+绿肥处理,化肥+稻草绿肥混施处理MBC和MBN含量最高,CO2和CH4排放强度最低。化肥+绿肥处理CO2和CH4的排放系数分别为化肥+稻草绿肥混施的1.6和2.6倍。3.等碳量投入下培养试验结果,添加稻草、绿肥(毛叶苕子)及二者混合物均增加土壤DOC、MBC含量,促进CO2和CH4、抑制N2O释放。较低C/N比(14,25和35)处理能提高土壤DON、MBN及NH-N,高C/N比(63)降低土壤MBN和NH-N含量。土壤CH4排放通量随培养时间变化较大,单独添加绿肥时,在培养末期(80d后)土壤CH4排放通量最低。培养结束时(100d),C/N比为35:1时产生的温室气体引发的全球增温势(GWP)最高。培养期间,随着添加物的C/N比增加,土壤碳、氮损失率降低。4.等氮量投入培养试验表明,添加稻草、绿肥(毛叶苕子)及二者混合物均有效增加土壤DOC、DON、MBC和MBN含量。DOC、DON含量与土壤CO2和CH4排放通量呈正相关、与N2O呈负相关,MBC和MBN含量与CO2排放通量呈负相关。随着添加物的C/N比增加,土壤CH4、CO2排放通量、GWP也随之增大。添加物的C/N比为14:1和63:1时土壤碳排放系数最高,同时,63:1处理降低土壤氮的有效性及氮排放系数。综上可知,与稻草、绿肥单独应用相比,稻草与绿肥联合使用可提高作物产量、降低温室气体排放强度,并有利于平衡土壤碳氮活性与损失的关系。