不同灌溉模式和施氮处理下稻田 CH 4 和 N 2 O 排放
摘要
目的 研究不同灌溉模式和施氮处理稻田 CH4 和 N2O 的排放规律、综合增温潜势和综合排放强度，以期获得降低稻田 CH4 和 N2O 排放的灌溉模式和施氮管理。 方法 2015～2016 年在广西南宁市灌溉试验站进行晚稻和早稻大田试验，两次试验均设 3 种灌溉模式：常规灌溉 (CIR)、“薄浅湿晒 ”灌溉 (TIR) 和干湿交替灌溉 (DIR)。 2 种尿素-N 和猪粪-N 比例：100% 尿素-N (FM1)，50% 尿素-N + 50% 猪粪-N (FM2)。共设 CIR-FM1、TIR-FM1、DIR-FM1、CIR-FM2、TIR-FM2 和 DIR-FM2 6 个处理，用静态箱–气相色谱法测定了水稻生育期内稻田 CH4 和 N2O 排放通量，分析了早晚稻生育期内 CH4 和 N2O 累积排放量和综合增温潜势，并结合产量分析了 CH4 和 N2O 综合排放强度。 结果 DIR 下 FM2 处理早稻产量和两季总产量比 FM1 处理分别提高 18.8% 和 17.7%，FM2 下 TIR 和 DIR 模式早稻产量分别比 CIR 模式提高 20.9% 和 37.4% 以及 DIR 模式两季总产量比 CIR 模式提高 21.5%。不同处理早晚稻生育前期 CH4 排放通量较高，生育中后期 CH4 排放通量较低。水稻生育期内 TIR 和 DIR 模式 CH4 累积排放量低于 CIR 模式，FM1 处理 CH4 累积排放量低于 FM2 处理。不同处理早晚稻生育前期 N2O 的排放通量为负值或者较低，N2O 排放主要集中在晒田完成复水之后及成熟期稻田水分落干时，DIR 模式 N2O 累积排放量显著高于 CIR 模式，FM2 处理 N2O 累积排放量高于 FM1 处理。不同处理稻田 CH4 和 N2O 的排放彼此间存在消长关系。CH4 对综合增温潜势的贡献率达 99% 以上，而 N2O 的贡献率不足 1%。3 种灌溉模式下 FM1 处理 CH4 或 N2O 增温潜势、CH4 和 N2O 综合增温潜势和排放强度均低于 FM2 处理，2 种施氮处理下 TIR 和 DIR 模式 CH4 和 N2O 综合增温潜势和排放强度低于 CIR 模式。 结论 与常规灌溉相比，“薄浅湿晒”灌溉水稻产量和 N2O 排放有所提高，但是降低 CH4 排放量及 CH4 和 N2O 综合增温潜势和排放强度；干湿交替灌溉增加水稻产量和 N2O 排放，但是降低 CH4 的排放量及 CH4 和 N2O 综合增温潜势和排放强度，因此，“薄浅湿晒”和干湿交替灌溉模式是有效降低稻田 CH4 和 N2O 综合增温潜势和排放强度的两种灌溉模式。在这两种灌溉方式下，与猪粪尿素配施相比，单施尿素显著降低 CH4 和 N2O 综合增温潜势和排放强度。