摘要
我国是农业大国，农业生产在我国有着重要的地位，而农业生产所带来的环境效应也同样不容忽视。为了农业生产更好的可持续发展，填补农田生态系统中未知环境效应的空白，本实验拟研究南方典型红壤稻田休闲期的温室气体排放问题。 休闲期是碳氮转化的重要时期，且休闲期持续时间较长，同时存在秸秆还田以及养分残留等问题，对温室气体排放影响尚不清楚。这导致我们对稻田休闲期温室气体排放的研究缺乏相关认识。研究稻田休闲期温室气体排放规律，排放量，排放影响因子以及增温潜势对评估与丰富稻田温室气体的排放具有深远意义。 研究于中国科学院桃园农业生态试验站施肥制度长期定位试验田开展大田试验，同时采取休闲期稻田红壤土进行室内培养实验，其中将土壤分为三种施肥处理：①CK处理，②NPK处理，③NPKC处理。室内培养实验采取稻田不同施肥土的同时设置两种水分变化：①模拟休闲期土壤湿度40%含水量，②模拟生育期土壤淹水状态100%含水量；设置两种秸秆变化：①添加秸秆，且秸秆添加了13C标记物，②不添加秸秆；一种温度条件：恒温25℃。 大田实验研究结果表明： (1)碳、氮的长期投入会使得土壤有机碳以及总氮达到饱和，而造成多余得碳氮以不同形式从稻田中损失掉，其中温室气体的排放可能是主要途径之一。稻田休闲期是N2O排放的重要时期，其排放量占全年排放量的64%以上。无论休闲期还是生育期，有机物还田均显著增加N2O的排放量(P＜0.05)。 室内培养实验研究结果表明： (1)未淹水体状态下：N2O大量排放，其排放量占总排放量平均达28.65%；CO2排放次之，排放量占总排放量平均达28.0%。 (2)由13C标记可得，休闲期温室气体排放主要源于外源碳源的添加，秸秆极大促进温室气体的排放，对土壤具有高激发效应。 (3)在不同水分条件下，秸秆的添加均显著增加综合增温潜势(P＜0.05),且两水分条件下增温潜势平均增加267.4%与1517.5%。在不同秸秆添加条件下，淹水显著增加综合增温潜势(P＜0.05)，其主要表现在促进CH4的大量产生与释放，且无秸秆与有秸秆综合增温潜势平均增加712.5%与1363.6%。 (4)根据相关性分析可知，未淹水时，秸秆添加与CH4排放呈显著正相关关系(P＜0.05)，与CO2排放呈极显著正相关关系(P＜0.01)；淹水时秸秆的添加与CH4的排放呈极显著负相关关系(P＜0.01)，与CO2排放呈极显著正相关关系(P＜0.01)，与N2O的排放呈显著正相关关系(P＜0.05)，可见秸秆添加显著影响温室气体的产生于排放。 (5)未淹水时，微生物量碳、氮含量显著影响三种温室气体的排放，NH4+-N含量显著影响CH4与CO2的排放；淹水时NH4+-N显著影响三种温室气体的排放。
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