不同施肥处理下双季稻田CH4和N2O排放的全年观测研究

选取湖南典型红壤双季稻田为研究对象,采用静态箱—气相色谱法对不施肥对照(CK)、常规施化肥(NPK)、新鲜稻草与化肥配施(RS+NPK1)、菌渣与化肥配施(MR+NPK1)、新鲜牛粪与化肥配施(CD+NPK2)和沼渣与化肥配施(BD+NPK2)等6个处理的CH4和N2O排放通量进行为期一年的观测(早稻、晚稻和休闲期),研究排放特征与驱动因素。结果表明,不同处理的CH4排放均表现出"早稻生长期少,晚稻生长期多,休闲期弱"的特点,而N2O排放主要发生在水稻生长期内(78%以上),休闲期内排放较少。NPK的CH4排放比CK增加了35%,差异不显著(P>0.05,P是拒绝原假设的犯错概率)。有机无机配施处理中,RS+NPK1和CD+NPK2的CH4全年累计排放量分别是MR+NPK1和BD+NPK2的2.44和2.45倍(P<0.05),但后者的N2O全年累计排放量分别比前者提高了59%和102%(P>0.05)。与单施化肥相比,有机无机配施使稻田氮肥N2O-N直接排放系数降低45%～80%。相关环境因素分析表明,水、热变化是驱动稻田CH4排放季节变化的主要因素。本研究未发现水分变化与N2O排放通量之间存在直接联系,而且CH4和N2O在排放时间上不存在消长关系。CH4和N2O的整体温室效应表明,CH4是当地双季稻田的主要温室气体。采用腐熟后的菌渣和沼渣代替新鲜的稻草和牛粪还田可以使稻田CH4排放量降低约60%,CH4和N2O的整体温室效应降低约50%,而稻谷产量保持不变。