【摘 要】
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近些年来,大气中温室气体浓度的快速增加导致全球气温不断上升,气候变暖逐渐成为了全球关注的焦点,除了化学燃烧以外,农业排放对全球变暖也有着重要贡献。氮肥调控是农业温室气体减排最直接有效的措施,因此,在保证产量的前提下研究低排放的施肥方法,对于农业温室气体减排具有重要作用。有机肥替代部分化肥可以提高作物的产量,但有机肥的施入也会造成温室气体排放的增加,因此如何实现有机肥科学合理利用和如何减少还田过程中
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“肥料氮素迁移转化过程与损失阻控机制”资助（项目编号:2017YFD0200100）；
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近些年来,大气中温室气体浓度的快速增加导致全球气温不断上升,气候变暖逐渐成为了全球关注的焦点,除了化学燃烧以外,农业排放对全球变暖也有着重要贡献。氮肥调控是农业温室气体减排最直接有效的措施,因此,在保证产量的前提下研究低排放的施肥方法,对于农业温室气体减排具有重要作用。有机肥替代部分化肥可以提高作物的产量,但有机肥的施入也会造成温室气体排放的增加,因此如何实现有机肥科学合理利用和如何减少还田过程中农田温室气体的排放是目前的研究热点和重点。本文针对稻-油轮作农田温室气体排放特征不明以及如何降低其温室气体排放等重要问题,选择长江上游地区典型的水稻-油菜轮作体系作为研究对象,设置了不施氮肥（记作CK）、农民习惯施肥（记作FFP）、养分综合管理Ⅰ（养分运筹1,记作Z1）、养分综合管理Ⅱ（养分运筹2,记作Z2）、养分综合管理Ⅲ（氮肥减量+生物有机肥替代,记作Z3）、养分综合管理Ⅳ（氮肥减量+生物有机肥替代+秸秆还田替代,记作Z4）6个处理,采用了静态暗箱/气相色谱法,研究了氮肥减量及有机替代下稻-油轮作农田CH4、CO2、N2O的排放特征并估算了其全球增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）,分析了环境因子及土壤理化性质对农田温室气体排放的影响,探讨了西南地区水稻-油菜轮作系统的合理施肥模式。主要研究结果如下:1.稻-油轮作农田3种温室气体排放通量均呈现明显的季节变化,且6种处理下3种温室气体的季节变化模式类似。西南地区稻-油轮作的温室气体排放主要集中于水稻季CH4、CO2以及油菜季N2O的排放。与FFP处理相比,氮肥减量及有机替代显著减少水稻季CH4、CO2及油菜季N2O的排放总量,减排效果分别为23.2%-40.3%、25.4%-35.4%和29.6%-31.3%。2.稻-油轮作农田中CH4和CO2对GWP的贡献较高,各处理CH4和CO2对GWP的净贡献率分别为25.3%-46.3%、31.2%-55.8%。与FFP处理相比,氮肥减量及有机替代下水稻、油菜的产量没有显著变化,但却显著降低了GWP,从而也导致GHGI的显著下降,其降幅依次为20.6%-22.9%和27.0%-37.8%。3.稻-油轮作农田中,CH4排放量、CO2排放量与大气温度、箱内温度、土壤温度均呈极显著正相关（P<0.01）,N2O排放通量与土壤温度、箱内温度呈显著正相关而与降水量呈显著负相关（P<0.05）,CH4排放通量与降水量的相关性在水稻季和油菜季有差异,在油菜季表现为极显著正相关（P<0.01）而在水稻季不相关,CO2排放通量与降水量也不相关。与FFP处理相比,氮肥减量减少了CH4、CO2、N2O的排放,有机替代增加CH4、CO2的排放,减少N2O的排放。4.与FFP处理相比,Z4处理的CH4、CO2、N2O累积排放量及GWP分别降低了40.3%、25.4%、31.3%和22.9%,综合考虑稻-油轮作农田GWP及产量,Z4处理为西南地区水稻-油菜轮作体系的最佳施肥模式。
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