全 文 ：日本长期不同施肥稻田 N2O和 CH4
排放特征及其环境影响*
罗良国1**摇 近藤始彦2 摇 伊藤纯雄2
( 1 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部农业环境与气候变化重点实验室, 北京 100081; 2 日本国立农业研
究中心土壤肥料部, 日本筑波 305鄄8666)
摘摇 要摇 观测了 75 年长期连续不施肥、施硫酸铵、施熟制水稻秸秆与豆饼混合堆肥、施绿肥
苜蓿 4 种处理下日本单季稻田温室气体 N2O和 CH4 的排放特征及其环境影响.结果表明: 在
水稻生长季节,不同处理间N2O排放无显著差异,但 CH4 排放差异显著;长期连续施用有机肥虽
然没有增加 N2O排放却促进了 CH4 排放.各系统排放 N2O和 CH4所产生的累积全球增温潜势
(GWP)以绿肥处理最大(310郾 7 g CO2e·m-2),熟制有机堆肥次之(151 g CO2e·m-2),硫酸铵处
理最小(60郾 6 g CO2e·m-2) .稻田系统的 GWP主要来自 CH4 排放,控制和减少稻田系统 CH4 排
放是稻田温室气体减排的核心问题.长期连续施用熟制有机堆肥既能增加土壤有机质,改善地
力,满足水稻高产,又能实现 CH4 减排,是实践中值得推荐的水稻生产模式.
关键词摇 长期施肥管理摇 水稻摇 温室气体排放摇 静态箱法
*日本科技厅 STA Fellowship项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: liangguo_luo@ yahoo. com
2010鄄07鄄26 收稿,2010鄄10鄄28 接受.
文章编号摇 1001-9332(2010)12-3200-07摇 中图分类号摇 S34摇 文献标识码摇 A
N2O and CH4 emission from Japan rice fields under different long鄄term fertilization patterns
and its environmental impact. LUO Liang鄄guo1, KONDO Motohiko2, ITOH Sumio2 ( 1Ministry of
Agriculture Key Laboratory for Agro鄄Environment & Climate Change, Institute of Agricultural Envi鄄
ronment & Sustainable Development, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081,Chi鄄
na; 2Department of Soils and Fertilizers, Japan National Agricultural Research Centre, 3鄄1鄄1 Kan鄄
nondai, Tsukuba, Ibaraki 305鄄8666, Japan) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(12): 3200-3206.
Abstract: This study intended to investigate the greenhouse gases emission from Japan single crop鄄
ping paddy fields after 75鄄year continuous application of ammonium sulfate, composted rice straw
with soybean cake, and fresh clover, as well as the environmental impact of the emission. During
this long period, field management remained constant in terms of rice cultivation density, irrigation,
and equivalent net N fertilization. No significant differences were observed in N2O emission among
the fertilization treatments, but the CH4 emission differed significantly between organic amendment
and ammonium sulfate application, indicating that long鄄term organic fertilization didn爷 t increase
N2O emission but promoted CH4 emission. The cumulative global warming potential (GWP) of the
CH4 and N2O from the paddy ecosystem was the greatest (310. 7 g CO2e·m-2) under fresh clover
application, followed by composted rice straw plus soybean cake addition (151 g CO2e·m-2), and
the least (60. 6 g CO2e·m-2 ) under ammonium sulfate application. This study showed that for
paddy system, it was CH4 instead of N2O the major factor affecting global warming, and thereby, to
control and reduce the CH4 emission from paddy system would be the core in mitigating greenhouse
gases emission from paddy field. Long鄄term consecutive application of composted rice straw plus
soybean cake could increase soil organic matter, improve soil fertility, promote rice high鄄yielding,
and as well, mitigate CH4 emission, being the recommendable paddy rice production mode in prac鄄
tice.
Key words: long鄄term fertilization management; rice; greenhouse gases emission; closed鄄chamber
method.
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 12 月摇 第 21 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2010,21(12): 3200-3206
摇 摇 农业源温室气体排放约占全球人类活动温室气
体总排放的 14% [1] . 1990—2005 年农业源温室气体
排放增长了 14% ,平均每年相当于排放 4郾 9 伊107 t
CO2;而 2005—2020 年农业源温室气体排放仍将加
速增长,据估计,到 2020 年土壤排放的 N2O 将增长
26% ,而水稻生产排放的 CH4 则因水稻面积扩大增
长 16% [2],可见,要推动和实现农业源 N2O 和 CH4
减排还需采取更积极的措施.为此,从农业生态系统
不同土地利用类型角度去探讨温室气体减排越来越
受到关注[3-5] .由于短期试验常出现不一致的田间
水肥管理策略(如灌溉、施肥和作物品种等),使得
对温室气体的研究结论差异很大[6-7] .因此,长期农
业试验通常被认为是反映人类行为对环境影响最直
接和最有效的方式[8-10] .目前,关于长期连续管理实
践活动的农业生态系统温室气体 N2O 和 CH4 排放
的监测和减排研究还未见报道.为此,本文借助已有
75 年历史的日本国立农业研究中心谷和原长期肥
料试验站,于 2002 年 5—10 月在水稻生长季研究了
长期连续不施肥、单施硫酸铵、单施熟制水稻秸秆和
豆饼混合堆肥及单施绿肥苜蓿 4 种处理下单季稻田
系统 N2O和 CH4 排放特征及其对环境的影响.该长
期试验自 1926 年建立至今,不同施肥处理水稻长
势、田间土壤碳、氮和有效氮等差异已多年保持稳
定.由于田间管理措施保持不变,形成了独立、特定
的有机和无机水稻生态系统,且年际间呈现稻田鄄休
闲鄄稻田的水稻生产模式.在此背景下研究有机和无
机稻田温室气体排放特征及其对环境的影响对指导
农业可持续发展具有重要现实意义.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验地点与试验设计
日本国立农业研究中心谷和原长期肥料试验站
位于 36毅0忆16义 N, 140毅1忆13义 E,地处温带气候,年均
气温 13郾 2 益,年均太阳辐射 4380 MJ·m-2,年均降
雨量 1186郾 5 mm.稻田土壤属于典型的细质灰壤土.
该长期试验始于 1926 年,设有对照(不施任何
肥料,NF)、单施化肥(硫酸铵,CF)、单施有机堆肥
(熟制水稻秸秆与豆饼混合堆肥, OF)和单施绿肥
(苜蓿, GM)4 个处理. 每个处理 3 次重复,完全随
机分布. 试验小区面积为 250 m2,长期试验条件下
的土壤理化性状见表 1.
试验中,除对照处理不施用任何肥料外,其余 3
个处理均施用接近等量的氮肥(104 kg N·hm-2)和
有效钾、磷、钙养分(表 2).硫酸铵作为无机化肥分
两次施用,分别是基肥 300 kg·hm-2和追肥 200 kg
·hm-2 .有机堆肥中,熟制水稻秸秆 12000 kg·hm-2
(总 N 1郾 56% , C / N 22郾 5,含水量 72% ),豆饼 600
kg·hm-2(总 N 9郾 28% , C / N 5郾 11,含水量 8% ),在
水稻移栽前 3 周混施于稻田. 新鲜绿肥苜蓿 23000
kg · hm-2 (总 N 3郾 28% , C / N 13郾 0, 含 水 量
86郾 4% ),在水稻移栽前 1 个月翻埋于稻田. 每年 5
月末开始插秧,秧龄 21 d,栽培密度 15 cm伊30 cm,
10 月初收获.
表 1摇 试验稻田土壤理化性状
Tab. 1摇 Soil properties description in experiment paddy field
处理
Treatment
总 N
Total N
(g·kg-1)
总 C
Total C
(g·kg-1)
C / N 阳离子交换量
Cation exchange
capacity
(me·100 g-1)
有效磷
Available P
(mg·kg-1)
pH
(土 颐 水=1 颐 2郾 5)
(soil:water =1:2郾 5)
NF 2郾 0 20郾 8 10郾 31 21郾 12 20 6郾 07
CF 2郾 5 25郾 1 10郾 26 22郾 39 58 5郾 17
OF 3郾 2 30郾 5 9郾 60 22郾 70 138 5郾 30
GM 2郾 7 25郾 7 9郾 60 20郾 02 125 6郾 37
NF:对照 Control; CF:硫酸铵 Ammonium sulfate; OF:熟制水稻秸秆和豆饼混合堆肥 Rice straw compost plus soybean cake; GM:绿肥苜蓿 Fresh
clover. 下同 The same below.
表 2摇 长期试验各处理小区施肥量
Tab. 2摇 The rates of fertilizer application in different experimental plots (kg·hm-2)
处理
Treat鄄
ment
硫酸铵
Ammonium sulfate
基肥
Base
追肥
Topdressing
磷酸钙
Calcium
phosphate
硫酸钾
Potassium
sulphate
豆饼
Soybean
cake
水稻秸
秆堆肥
Rice straw
compost
鲜苜蓿
Fress
clover
石灰石
Limestone
净养分量
Net nutrient amounts
N P K Ca
NF 0 0 0 0 0 0 0
CF 300 200 0 105 22 83 0
OF 0 0 150 50 600 12000 0 0 104 28 83 0
GM 0 0 200 30 0 0 23000 10000 103 24 83 429
102312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 罗良国等: 日本长期不同施肥稻田 N2O和 CH4 排放特征及其环境影响摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
1郾 2摇 气体样品采集与分析
本试验采用静态箱法测定温室气体排放.静态
箱主要由箱体和基座两部分组成. 箱体由不透明材
料制成 (目的是隔绝光线,避免箱内温度上升过
快),其长、宽、高分别为 0郾 6 m、0郾 4 m 和 0郾 315 m
(水稻晒田结束前和水稻收获后箱体高度) / 0郾 99 m
(水稻晒田结束后至水稻收获前箱体高度).箱内顶
部有 1 个小电扇、1 个采气孔和 1 个温度感应器.箱
体底部开口罩在基座上.基座由不锈钢制成,插入地
下 30 cm,基座四周设有水槽. 采集气体样品时,基
座水槽被注水以隔绝箱体内外气体交换. 气体样品
采集时间为 9:00—12:00,采样周期为每 10 d 1 次,
晒田期增加采样频次,为每 2 d 1 次.每一释放通量
由 3 个气样浓度值经线性回归分析得出,取样时间
分别为关箱后的 0、15、30 min, 每次用针筒抽取箱
内气体样品 50 ml 带回实验室分析,同时记录箱内
空气温度.
测定系统采用气相色谱仪(GC鄄14B,日本岛津
公司),N2O用 ECD检测器检测,柱温 80 益,检测器
温度 340 益,载气为纯氩气配 5%的 CH4,气体流速
20郾 8 ml·min-1;CH4 用 FID 检测器检测,柱温 80
益,检测器温度 200 益,载气为纯氮气,气体流速 30
ml·min-1 . 标准 N2O 和 CH4 气体由日本国际农林
科学研究中心提供. 单位面积和单位时间内气体质
量的变化由气体浓度随时间线性变化关系计算.
1郾 3摇 土壤溶液分析与氧化还原电位测定
试验中,每处理设置 3 组,每组 2 个陶瓷渗漏液
采集器[11],分别埋插于地表下 0郾 5 cm 和 5 cm 深
度,用于采集稻田土壤溶液,带回实验室储藏在 4 益
冰箱至分析.每次气体样品采集当天上午,同时采集
土壤溶液样品. 样品溶液中 NO3 - 鄄N 浓度用连续流
动自动分析仪 TRAACS 800(Bran+Leubbe, Germa鄄
ny) 测定.氧化还原电位(Eh)用便携式氧化还原电
位计 ( EHS鄄120; Fujiwara Scientific Company Co. ,
Ltd,Tokyo,Japan)测定.
1郾 4摇 全球增温潜势估算
全球增温潜势( global warming potential,GWP)
是一个相对辐射强迫指数,被用来定量评估人类排
放的温室气体可能对全球气温升高造成的影响. 从
100 年时间尺度来计算,CH4 和 N2O气体的 GWP分
别为 25 和 298[12],因此,CH4 或 N2O 全球增温潜势
的计算方法是将 CH4 或 N2O 的排放量分别乘以 25
或 298,得出 CH4 或 N2O 排放量的 CO2 当量
(CO2e).稻田 CH4 和 N2O 排放的综合增温潜势是
将 CH4 和 N2O 排放量的 CO2 当量 ( CO2e)相加
得到.
1郾 5摇 数据处理
所有数据均采用 SAS 8郾 01 软件进行方差分析,
如果具有显著统计学意义,利用 LSD 法在 P<0郾 05
水平对各处理平均值进行多重比较.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同施肥处理稻田系统 N2O和 CH4 排放动态
由图 1 可见,在整个水稻生长季,各施肥处理稻
田系统 N2O排放均表现出晒田期突然增加而淹水
期未监测到 N2O排放发生.这可能与水稻生产管理
中期晒田措施促进了土壤硝化作用有关,因为在晒
田期各处理土壤溶液中有明显的硝态氮浓度升高现
图 1摇 长期不同施肥处理稻田系统 N2O 和 CH4 排放通量及
土壤 Eh变化
Fig. 1 摇 Nitrous oxide and methane emission flux from paddy
ecosystems and redox potential change under long鄄term different
fertilization treatments.
NF:对照 Control; CF:硫酸铵 Ammonium sulfate; OF:熟制水稻秸秆
和豆饼混合堆肥 Rice straw compost plus soybean cake; GM:绿肥苜蓿
Fresh clover. 下同 The same below.
2023 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
图 2摇 长期不同施肥处理稻田距地表 0郾 5 cm和 5 cm土壤溶液中硝态氮浓度变化
Fig. 2摇 Changes of nitrate N concentration at 0郾 5 and 5 cm below soil surface in paddy field under long鄄term different fertilization treat鄄
ments.
象(图 2). CH4 排放特征正好与 N2O 排放相反,即
稻田在淹水状态比晒田更有利于 CH4 的产生和排
放.不同施肥处理稻田系统 CH4 排放通量均表现为
随着稻田氧化还原电位的降低而升高,反之亦然.其
中,在水稻分蘖期(移栽后 50 d),CH4 排放最高而
田间氧化还原电位最低,各施肥处理 CH4 平均排放
通量按从大到小的顺序为:GM(13郾 17 mg C·m-2·
h-1)>OF (7郾 01 mg C·m-2·h-1) > CF(3郾 16 mg C
·m-2·h-1);在晒田期(移栽后 55 d),不同处理均
表现为 CH4 排放最低而氧化还原电位最高,各施肥
处理 CH4 平均排放通量按从大到小的顺序为:GM
(0郾 28 mg C·m-2 ·h-1 ) >OF(0郾 27 mg C·m-2 ·
h-1)>CF(0郾 18 mg C·m-2·h-1),该结果表明晒田
措施在降低稻田 CH4 排放方面具有重要作用.
2郾 2摇 N2O和 CH4 排放总量与增温潜势
根据水稻不同生育期 N2O 和 CH4 排放通量与
各时期排放时间计算得到整个水稻生长季不同处理
N2O和 CH4 总排放量(表 3). 统计分析表明,不同
处理间 CH4 排放具有显著差异,而 N2O排放无显著
差异.其中,GM 处理 CH4 排放显著高于 OF 和 CF
处理,而后两者之间无显著差异.这表明新鲜绿肥的
施用有助于 CH4 的产生和排放.
摇 摇 本研究中,整个水稻生长季不同施肥处理稻田
系统产生的总增温潜势按大小排序为 GM>OF>NF>
CF(表 4);各施肥处理所排放的 CH4 和 N2O对累计
温室效应的贡献分别为 80郾 2% ~ 98郾 2%和 1郾 9% ~
19郾 8% .因此,重点针对 CH4 减排来缓解温室效应
是未来一项非常重要且有效的举措.
2郾 3摇 长期不同施肥处理的水稻产量
在不同施肥处理和其他田间管理措施长期保持
不变的条件下,除对照处理的水稻产量保持最低水
平外,其他 3 种施肥处理间产量无显著差异(表 5),
表明在几乎等量养分投入(104 kg N·hm-2)条件
下,单施有机肥或绿肥可以保持与化肥相同水平的
产量趋势.
表 3摇 水稻生长季不同施肥处理 N2O和 CH4 排放总量
Tab. 3摇 Total emissions of N2O and CH4 from paddy eco鄄
systems during the whole experimental period under long-
term different fertilization treatments
处理
Treatment
N2O鄄N
(g N·m-2)
CH4 鄄C
(g C·m-2)
CF 24郾 66依3郾 05a 10郾 88依4郾 03a
NF 22郾 68依13郾 11a 5郾 18依0郾 94b
OF 12郾 41依10郾 48a 3郾 38依0郾 88b
GM 12郾 02依8郾 12a 1郾 74依0郾 05b
同列不同字母表示差异显著(P<0郾 05) Different letters in the same
column meant significant difference among treatments at 0郾 05 level. 下同
The same below.
表 4摇 水稻生长季不同施肥处理排放 N2O和 CH4 产生的全
球增温潜势与总增温潜势
Tab. 4 摇 Global warming potential (GWP) of N2O and
CH4 in CO2 equivalent (CO2e), and total GWP from pad鄄
dy ecosystems during the whole experimental period under
long鄄term different fertilization treatments
处理
Treat鄄
ment
N2O GWP
(g CO2 e·
m-2)
CH4 GWP
(g CO2 e·
m-2)
总 GWP
Total GWP
(g CO2 e·m-2)
NF 11郾 1 94郾 6 105郾 7
CF 12郾 0 48郾 6 60郾 6
OF 6郾 1 144郾 9 151郾 0
GM 5郾 9 304郾 8 310郾 7
302312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 罗良国等: 日本长期不同施肥稻田 N2O和 CH4 排放特征及其环境影响摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 5摇 不同施肥处理水稻产量
Tab. 5 摇 Rice yield under long鄄term different fertilization
treatments
处理
Treatment
产量
Yield (kg·hm-2)
OF 5710郾 2依516郾 9a
GM 5686郾 9依287郾 4a
CF 5009郾 0依66郾 0a
NF 1488郾 3依112郾 3b
3摇 讨摇 摇 论
在整个水稻生长季,不同施肥处理下稻田系统
N2O排放均表现为晒田期突然增加而淹水期未监测
到 N2O排放发生.这可能与水稻生产管理中期晒田
措施促进了土壤硝化作用有关,因为在晒田期各处
理土壤溶液中有明显的硝态氮浓度升高现象(图
2).在排放总量上,长期连续单施化肥(硫酸铵)稻
田排放的 N2O通量约 0郾 25 kg N·hm-2,这与日本学
者所监测的结果一致[13],但显著低于单施尿素的其
他稻田[14-15] .导致其差异的原因可能与化学肥料类
型、施用量和灌溉技术有关[16],也可能与土壤类型、
气候等地理环境因素和水稻品种有关[17] .长期连续
单施苜蓿或单施豆饼+水稻秸秆堆肥 75 年后,稻田
土壤总 N和总 C 含量都高于长期施用硫酸铵处理
(表 1),表明有机肥的长期施用提高了土壤有机质,
改善了地力;但有机肥稻田 N2O 排放与长期单施硫
酸铵稻田无显著差异.研究表明,有机质含量高的土
壤通常 N2O排放量高[18],且土壤 N2O 排放随有机
质投入的增加而增多[19-21],但在稻田系统,由于长
期施用有机质改善了稻田土壤保水性能,土壤持水
能力增强,导致在相同的晒田措施下,长期施用化肥
的土壤水分在处于非饱和状态时,长期施用有机肥
的土壤水分还处于饱和状态(即土壤处于还原状
态),限制了 O2 的再补充;同时,有机质的增加也能
增加异养微生物对 O2 的需求.由于稻田土壤 O2 不
足大大抑制了土壤硝化作用,导致在还原条件下可
以脱氮还原的底物量减少,进而导致 N2O 排放降
低.另一方面也可能与 3 种施肥处理的 N 肥用量相
等(104 kg N·hm-2)有关.研究表明,稻田土壤 N2O
排放通量随着 N肥用量的增加而增强[22],但提高土
壤有机质的农业技术措施并不一定会增加 N2O 排
放[23] .因此,在优化氮肥施用水平前提下,与传统无
机氮肥相比,有机肥施用不仅可提高土壤肥力,还可
减少 N2O排放.
CH4 和 N2O是大气中仅次于 CO2 的两种温室
气体.研究表明,稻田 CH4 和 N2O 排放存在互为消
长的关系[24],有利于抑制稻田 CH4 排放的土壤环境
常常促进 N2O 排放,本研究结果也证明了这一点.
本研究中,连续淹水灌溉促进了稻田 CH4 排放,晒
田措施则有效降低了 CH4 排放. 可见,交替灌溉应
当是实现 CH4 减排的一个有效途径.连续淹水管理
措施使水稻生长处于厌氧环境,而排水措施使水稻
生长环境由厌氧向有氧转变.已有研究证实,在厌氧
环境下 CH4 排放明显,有氧环境主要促进 CH4 氧
化[25],这也许可以解释晒田措施有效降低 CH4 排放
的原因.比较 3 种施肥处理稻田生态系统 CH4 排放
通量,GM与 OF 和 CF 之间分别存在显著差异,而
OF与 CF 之间无显著差异. 从 CH4 排放绝对量来
说,施用硫酸铵的稻田系统 CH4 排放低于有机肥系
统.但有关硫酸铵对稻田 CH4 排放的影响,不同学
者的研究结果不同,且差异很大. 一些研究表
明[26-29],施用硫酸铵降低了稻田 CH4 的排放;但也
有一些研究表明[30-31],施用硫酸铵促进了稻田 CH4
的排放.事实上,施用硫酸铵对稻田 CH4 排放的影
响取决于 NH4 +对 CH4 氧化的抑制作用和 SO4 2-对
CH4 产生的抑制作用的相对强弱:一方面,由于 CH4
和 NH4 +在分子形状和大小上的相似,及催化 CH4
和 NH4 +微生物氧化反应的单氧化酶相对较低的选
择性,CH4 氧化菌和 NH4 +氧化菌都可以氧化 CH4
和 NH4 +,硫酸铵解离出的 NH4 +竞争 CH4 的氧化,从
而促进了 CH4 的排放;另一方面,稻田淹水后,氧的
耗尽迫使土壤兼性细菌和厌氧细菌依次利用 NO3 -、
Mn4+、Fe3+、SO4 2-和 CO2 作为电子受体来进行有机
质分解和呼吸作用,分子氧在土壤 Eh约为+350 mV
时首先被还原,随后 NO3 -、Mn4+、Fe3+和 SO4 2-分别
在+250、+125 mV 和-150 mV 时被还原,产 CH4 菌
在土壤氧化还原电位为-200 ~ -150 mV 时开始产
生 CH4,硫酸铵解离出的 SO4 2-在土壤还原过程中作
为电子受体延缓土壤 Eh 的下降,从而减少 CH4 的
排放;此外,SO4 2-还原产物 S2 -对产 CH4 菌有毒害作
用,也减少了 CH4 的排放[32] .
施用熟制堆肥(OF)与施用绿肥(GM)稻田系统
所排放的 CH4 通量差异可能与易降解有机质含量
大小有关[33] .熟制堆肥属于发酵有机质添加物,所
含易于分解的碳相对于非发酵有机质添加物(如未
经沤制的动植物残留物、绿肥)少得多[34] . 根据经
验,van der Gon和 Neue[34]确定减缩系数为 6,即 12
t·hm-2堆肥的 CH4 排放量相当于 2 t·hm-2非发酵
4023 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
有机质添加物的 CH4 排放量. Yagi 等[35]研究发现,
稻田施用 6 ~ 10 t·hm-2未腐熟水稻秸秆的 CH4 排
放通量比未施用水稻秸秆的稻田高 2 ~ 3郾 5 倍,而施
用等量熟制水稻秸秆堆肥的稻田仅排放少量 CH4 .
可见,熟制水稻秸秆堆肥的有氧分解有效降低了
CH4 的排放[36-37],而新鲜绿肥的应用之所以释放更
多的 CH4,除了所含易于分解的碳多,即易降解的有
机质多外,还与绿肥快速分解加速了田间氧化还原
电位降低并直接导致 CH4 生产和排放增加有关[38] .
OF与 CF处理间 CH4 排放无明显差异,可能与等 N
量投入和熟制堆肥属于发酵有机质添加物有关,但
有待进一步研究验证.
总之,探讨农业管理措施如长期施肥对稻田温
室气体排放的影响,除考虑稻田 CH4 和 N2O排放互
为消长的关系外,还应考虑其综合全球增温潜势.本
研究结果表明,稻田 CH4 排放是影响全球变暖的主
要因素,而非 N2O,应该重点针对 CH4 采取减排措
施缓解温室效应.虽然施用硫酸铵有助于减少稻田
CH4 排放,但与施用熟制堆肥相比,后者更值得推
荐,因为长期施用熟制堆肥不仅增加土壤有机质,改
善地力,而且在确保稳产的同时,减少了 CH4 排放.
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作者简介 摇 罗良国,男,1966 年生,博士,副研究员. 主要从
事农业面源污染控制、农业清洁生产与激励机制政策研究,
发表论文 30 余篇. E鄄mail: liangguo_luo@ yahoo. com
责任编辑摇 张凤丽
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