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稻田是大气CH4排放的重要人为源，稻田CH4排放是其产生、氧化和传输的共同作用结果。探究不同氮肥施用量、秸秆还田以及大气[CO2]升高对稻田CH4排放及其相关微生物的影响具有重要的科学与实践意义。本文结合大田和室内培养试验，分别在自由空气条件下观测稻田CH4排放对施肥的响应规律，大气[CO2]升高条件下观测高、低应答水稻CH4排放及其机理，阐明稻田CH4排放对施肥和大气[CO2]升高的响应机制，为控制稻田CH4排放、缓解全球变暖，促进环境友好型的低碳农业发展提供理论依据，又可为预测未来大气条件下，大气[CH4]变化的模型研究提供重要的参考数据。 与不施氮肥相比，施用氮肥（尿素，以N计）可显著降低稻田CH4排放量，尿素施用量为120、240和300kgN·hm-2分别降低CH4排放量的37％、37％和20％。施用尿素不仅影响CH4产生和氧化潜力，而且还影响与CH4排放相关的产甲烷菌和甲烷氧化菌群落丰度，进而影响稻田CH4排放量。在CH4主要排放高峰期（分蘖前期和分蘖盛期），适量尿素可先促进后抑制产甲烷菌群落丰度，先抑制后促进CH4产生潜力，同时能够促进甲烷氧化菌群落丰度，从而降低CH4排放。对于高施氮量，虽然在产甲烷菌群落丰度和CH4产生潜力方面与适度施肥一致，但是由于高施氮量对甲烷氧化菌群落丰度的影响趋势是先促进后抑制，使得过量使用尿素可以产生大量的CH4的同时氧化较少的CH4，从而排放较多CH4。 施用秸秆显著促进稻季CH4排放，增幅可达224％-627％。施用秸秆的情况下，施用氮肥量为240kgN·hm-2略降低CH4排放，但不明显。相对于仅秸秆还田，高施氮量处理（氮肥量为300kgN·hm-2）有促进CH4排放的趋势。施用秸秆显著影响CH4产生潜力和CH4排放量，激活产甲烷菌的活性，施用尿素显著影响甲烷氧化菌群落丰度，而秸秆还田对甲烷氧化菌群落丰度无显著影响。CH4产生潜力与CH4排放量有显著正相关关系。添加尿素对产甲烷菌丰度的影响受制于是否施用秸秆和水稻生长阶段，添加尿素对产甲烷菌活性的影响只受制于水稻生长阶段。对于秸秆还田，不同施氮水平可增加产量3-7％。值得一提的是，秸秆还田条件下，高施氮量处理产量有所降低。综合考虑以上稻田CH4排放因素，在应对未来大气[CO2]上升、人口数量增加、要求增产以及提高氮肥利用率等问题上，伴随着的肥料投入以及生物量的增加等压力，寻求一种兼顾环境和经济的优良水稻品种成为社会亟需解决的问题。 就高、低应答水稻而言，大气[CO2]升高均显著减小稻田CH4排放量，减幅分别达49％和26％，这与大气[CO2]升高显著降低土壤的CH4产生能力，同时提高土壤的CH4氧化能力有关。自由大气条件下，高应答水稻稻田CH4排放量比低应答水稻高31％;大气[CO2]升高条件下，高应答水稻稻田CH4排放量则反而比低应答水稻达低10％，这进一步说明大气[CO2]升高不仅显著抑制了高应答水稻的CH4产生而且还促进了它的CH4氧化，从而显著减少稻田CH4排放。此外，大气[CO2]升高，土壤溶液中的CH4降低，这间接说明其氧化能力高于自由大气条件下稻田CH4的氧化能力。大气[CO2]升高条件下，土壤Eh升高，这与水稻品种是否是高低应答无关。大气[CO2]升高条件下，CH4排放量与水稻生物量及产量存在负相关关系，即:大气[CO2]升高，高、低应答水稻的生物量与产量增加，CH4排放量却显著减少。