綠肥壓青粉壟保護性耕作對稻田土壤溫室氣體排放的影響*

鄭佳舜，胡鈞銘，韋翔華，黃太慶，李婷婷，黃嘉琪

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綠肥壓青粉壟保護性耕作對稻田土壤溫室氣體排放的影響*

鄭佳舜1,2，胡鈞銘2**，韋翔華1**，黃太慶2，李婷婷2，黃嘉琪1,2

（1．廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南寧 530004；2．廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，南寧 530007）

2016?2018年，在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田設(shè)置粉壟耕作與常規(guī)耕作2種耕作模式，并設(shè)不施肥、常規(guī)施用化肥、單倍綠肥壓青+化肥和雙倍綠肥壓青+化肥4種施肥處理開展連續(xù)田間定位實驗，2018年早稻插秧5d后開始采用分離式靜態(tài)箱-氣象色譜法連續(xù)對稻田溫室氣體排放通量進行測定，研究綠肥壓青下不同耕作模式和施肥處理稻田主要溫室氣體排放特征及其定位累積效應(yīng)，分析溫室氣體累積排放量和增溫潛勢，以期為粉壟保護性耕作方式和施肥管理模式提供參考依據(jù)。結(jié)果表明：粉壟耕作模式下常規(guī)施用化肥處理中CO2排放通量是常規(guī)耕作模式下的2.3倍，施用雙倍綠肥處理稻田CH4排放峰值是化肥處理中的2.5～3.9倍。各處理中，粉壟耕作下單倍綠肥加化肥處理稻田CO2和N2O累積排放量均最少，分別為1469.29kg·hm?2和36.61g·hm?2。兩種耕作模式下施用單倍綠肥加化肥CH4累積排放量均低于雙倍綠肥加化肥的處理。可見，合理配施綠肥加化肥對粉壟耕作下水稻溫室氣體CO2和N2O減排有一定積極作用，稻田CH4排放量與綠肥壓青量相關(guān)，溫室氣體的增溫潛勢也相應(yīng)受到影響。在一定時間尺度上，綠肥壓青下粉壟保護性耕作是一種減少和遏制農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的有效措施。

綠肥；粉壟；溫室氣體；排放通量

以氣候變暖為主要特征的氣候變化，成為全球性關(guān)注問題之一，已深刻影響到人類健康與生存[1]。農(nóng)業(yè)是人類生存之基，受人類強烈干擾，是全球氣候變化的主要承受者和受害者[2?3]。人類活動向大氣中排放過量的CO2、CH4和N2O等溫室氣體是導(dǎo)致氣候變化的重要原因之一[4]，大氣中將近20%的溫室氣體來自農(nóng)業(yè)土壤排放[5]，其中CH4占農(nóng)田總溫室氣體的8%～15%[6]，被視為最主要的人為釋放源，僅次于CO2，稻田N2O排放量占中國農(nóng)田年總溫室氣體排放的7%～11%[7]。采用綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法和方式，減少和遏制農(nóng)業(yè)溫室氣體排放是亟待解決的關(guān)鍵問題之一。

傳統(tǒng)的耕作措施在一定程度改善了土壤環(huán)境，但也增加了溫室氣體的排放[8]。以免少耕、綠肥秸稈覆蓋為代表的保護性耕作是一種重要的農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)措施，有利于減輕水土流失和加強土壤環(huán)境保護。由韋本輝研究員研制的旱作深旋耕粉壟耕作技術(shù)也被應(yīng)用于稻作生產(chǎn)，粉壟耕作打破犁底層，橫向切割土壤是否影響土壤結(jié)構(gòu)與土壤環(huán)境是業(yè)界尤為關(guān)注的問題[9?10]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有機、無機配施是一種重要的現(xiàn)代生態(tài)調(diào)控措施。綠肥作為一種重要的天然有機肥源，與化肥一定配比施用不僅可以增加土壤肥效，提高作物產(chǎn)量，而且對改善土壤環(huán)境具有重要的調(diào)節(jié)作用[11?12]。綠肥壓青下粉壟保護性耕作采用農(nóng)機、農(nóng)藝結(jié)合，在新鮮綠肥和化肥配施后采用粉壟機耕作的一種耕作模式，有關(guān)綠肥壓青下粉壟保護性耕作對稻田土壤溫室氣體排放的定位累積影響鮮有研究報道。為此本實驗通過粉壟耕作和綠肥壓青還田相結(jié)合，研究綠肥壓青粉壟保護性耕作的稻田土壤氣體排放量、綜合增溫效應(yīng)特征，分析水稻土壤溫室氣體排放效應(yīng)，以期為綠肥壓青下粉壟保護性耕作下土壤-水稻對大氣溫室環(huán)境變化的影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地開展，2016年10月和2017年10月分別種植冬綠肥紫云英，2017年和2018年分別開展綠肥壓青下粉壟保護性耕作水稻定位試驗，早稻為綠肥壓青保護性耕作，晚稻實行免耕，選擇2018年早稻保護性耕作稻田溫室氣體測試，以考察綠肥壓青下粉壟保護性耕作的第二年定位累積效應(yīng)。

試驗土壤為黏性紅壤水稻土，供試作物為水稻。供試土壤pH6.6，全氮1.80g·kg?1，全磷0.918g·kg?1，全鉀7.43g·kg?1，有效磷37.9mg·kg?1，有機質(zhì)24.5g·kg?1，水解性氮131mg·kg?1，速效鉀97.8mg·kg?1。壓青的稻田綠肥為紫云英（干基養(yǎng)分2.7%N、0.65%P2O5、2.5%K2O），化肥施用包括尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O515%）、氯化鉀（含K2O 62.7%）和復(fù)合肥（15% N?15% P2O5?15% K2O）。

1.2 方法

1.2.1 試驗方案設(shè)計

田間試驗設(shè)2種耕作方式、4種施肥方式，共8個處理（表1），3次重復(fù)，小區(qū)面積46m2。2種耕作方式為粉壟耕作（smash ridging，SR）與常規(guī)耕作（conventional tillage，CT），粉壟耕作為利用垂直螺旋型鉆頭刀片快速橫向切割土壤碎土，一次性完成自然懸浮成壟將土壤耕層加深至30cm，常規(guī)耕作采用拖拉機旋耕。4種施肥方式為:以不施肥為空白對照，常規(guī)施用化肥參考標(biāo)準(zhǔn)為，N 90kg·hm?2，P2O5120kg·hm?2，K2O 240 kg·hm?2，在同等養(yǎng)分條件下3種施肥方式為100%化肥（chemical fertilizer，CF）、單倍綠肥配施化肥（Astragalus sinicus L. and chemical fertilizer，AC）、雙倍綠肥配施化肥（Double Astragalus sinicus L. and chemical fertilizer，DC）。各處理設(shè)置見表1。

表1 大田實驗處理設(shè)置

注：其中CK不施肥；CF施用804.39 kg·hm?2復(fù)合肥，260.88 kg·hm?2尿素，195.66 kg·hm?2氯化鉀，不施用綠肥；AC施用608.73 kg·hm?2復(fù)合肥，65.22 kg·hm?2尿素，65.22 kg·hm?2氯化鉀，配施單倍綠肥，即35586.56 kg·hm?2；DC施用過磷酸鈣137.69 kg·hm?2，氯化鉀30.44 kg·hm?2，配施雙倍綠肥，即71173.12 kg·hm?2。

Note: CK means no fertilizer; CF means application of compound fertilizer 804.39 kg·ha?1, urea 260.88 kg·ha?1, muriate of potash 195.66 kg·ha?1, no green manure; AC means application of compound fertilizer 608.73 kg·ha?1, urea 65.22 kg·ha?1, muriate of potash 65.22 kg·ha?1, green manure 35586.56 kg·ha?1; DC means application of calcium superphosphate 137.69 kg·ha?1, muriate of potash 30.44 kg·ha?1, double green manure 71173.12 kg·ha?1.

1.2.2 田間管理

供試早稻品種為三系秈型超級稻特優(yōu)582，2018年4月4日移栽，株行距為12cm×24cm，每穴2株插苗，采用一次性施肥，整個生育過程水稻田不追肥，5月7日曬田，5月25日復(fù)水，田間管理按常規(guī)超級稻生產(chǎn)進行。

1.2.3 測定項目與方法

（1）氣體的采集與測定

田間溫室氣體CO2、CH4、N2O的采集采用分離式靜態(tài)箱-氣象色譜法測定，該分離式靜態(tài)箱分為底座和箱體兩個部分，底座在插秧移栽前一天放入水田，底座外圍邊長44cm，內(nèi)圍邊長36cm，底座內(nèi)含2穴×2穴水稻。在底座外圍與試驗田水泥走道之間設(shè)置木樁路橋，方便氣體采樣，避免人為壓實土壤，保持稻田原狀自然氣體釋放。箱體由厚0.7mm不銹鋼制成，分為上、下罩箱，箱體規(guī)格均為40cm（長）×40cm（寬）×50cm（高），測試氣體上罩箱下口敞開不封閉，外包一層鋁箔以盡可能降低外界對箱體內(nèi)部溫度的影響，頂部有一直徑4.2mm膠塞，用于平衡箱體內(nèi)外大氣壓，側(cè)面水平位置開有1個直徑22.5mm孔，用于注射器抽氣。下罩箱上、下口均敞開（水稻株高超過50cm使用下罩箱），提前一天將下罩箱放入底座，取樣時將箱體部分垂直放在水槽內(nèi)，用水密封，確保氣體在測定期間不受外界氣體干擾。

水稻插秧5d后即4月9日開始氣體取樣，共采樣10次，具體為插秧后5、8、11、15、20、30、40、50、60、90d，采樣時間為9：00?11：00，采樣前后記錄氣箱內(nèi)溫度。每個采樣點在蓋膠塞后0、10、20、30 min用60 mL注射器采樣，每次試驗3次重復(fù)。用Agilent7890A GC進行氣體測定，CO2、CH4用FID后檢測器檢測，N2O用ECD前檢測器，各溫室氣體排放通量計算式為[13]

（2）溫室氣體累積排放量

水稻生長季溫室氣體累積排放量計算式為

（3）綜合增溫潛勢

綜合增溫潛勢（carbon dioxide equivalent，CDE）為CO2、CH4和N2O的增溫潛勢，CH4和N2O排放以CO2當(dāng)量計算（kg），100a的影響尺度上每千克 CH4和N2O的增溫潛勢分別是1 kgCO2的25倍和298倍[14]。計算式為

式中，CDE（CO2）為CO2的增溫潛勢（CO2kg·hm?2）；CDE（CH4）為CH4的增溫潛勢（CO2kg·hm?2）；CDE（N2O）為N2O的增溫潛勢（CO2kg·hm?2）；TCDE為CO2、CH4、N2O的綜合增溫潛勢（CO2kg·hm?2），即CO2、CH4、N2O排放量的總CO2當(dāng)量[15?16]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理和方法

采用IBM SPSS Statistics 19軟件處理數(shù)據(jù)，用LSD法進行多重比較，用Duncan法進行多組樣本間差異性分析，采用Microsoft Excel 2010制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠肥壓青粉壟保護性耕作對稻田溫室氣體排放通量的影響

2.1.1 稻田CO2排放通量

從圖1可以看出，不同施肥水平粉壟耕作和常規(guī)耕作處理后，2018年4?8月早稻生長季稻田土壤CO2排放通量的變化趨勢基本一致，移栽后0～30d即分蘗期、孕穗前期緩慢排放，移栽后33d曬田后（下同）排放量大幅增長，直至抽穗期（移栽后50d）CO2排放通量達到峰值，然后隨著稻田復(fù)水，排放通量開始下降。

對比圖1a（粉壟耕作）與圖1b（常規(guī)耕作）可見，在相同施肥方式和水平下，水稻移栽后0～15d粉壟耕作下稻田CO2排放量低于常規(guī)耕作，20～30d粉壟耕作下CO2排放量下降，常規(guī)耕作則保持不變，且水稻生育早期排放較低時段同種耕作模式下不同施肥處理CO2排放差異不明顯。C3處理下的CO2排放通量高于C2，且其排放通量變化幅度較大，F(xiàn)2處理下CO2排放通量高于F3。其中，不施肥條件下F2（218.83μL·L?1·h?1）是C2（96.67μL·L?1·h?1）的2.3倍。不同處理下的差異體現(xiàn)在綠肥腐解的最后關(guān)鍵期即水稻移栽后60 d，此時CO2排放通量雖均已下降至一定低值，但不同耕作模式下相同施肥處理CO2排放通量峰值表現(xiàn)為F3＜C3，F(xiàn)4＜C4，即粉壟耕作下CO2排放通量低于常規(guī)耕作模式。

2.1.2 稻田CH4排放通量

由圖2整體上看，稻田CH4排放最為規(guī)律，除F4和C4從分蘗前期開始排放CH4，且F4在整個關(guān)鍵期出現(xiàn)兩個峰值，其余處理基本表現(xiàn)為在移栽后20d即分蘗后期排放CH4，曬田前后排放量下降，復(fù)水后CH4排放通量無明顯變化。

圖1 不同耕作模式下早稻生長季CO2排放通量變化過程

注：短線表示標(biāo)準(zhǔn)誤。下同。

Note：The bar is standard error. The same as below.

圖2 不同耕作模式下早稻生長季CH4排放通量變化過程

對比圖2a（粉壟耕作）與圖2b（常規(guī)耕作）可見，粉壟稻田曬田后仍有較高的CH4排放，而常規(guī)耕作處理CH4排放已逐漸降低，二者排放峰值前后約相差10d進入下降趨勢。在CH4排放最旺盛時期（粉壟耕作為移栽后40d，常規(guī)耕作為移栽后30d），相同耕作模式不同施肥方式下，CH4排放通量表現(xiàn)為F4＞F3＞F2，C4＞C3＞C2，F(xiàn)4是F2的2.5倍，C4是C2的3.9倍。不同耕作模式的相同施肥方式下，CH4排放高峰表現(xiàn)為F4（7.25mg·m?2·h?1）＞C4（6.73mg·m?2·h?1），F(xiàn)3（4.85mg·m?2·h?1）＞C3（3.96mg·m?2·h?1），F(xiàn)2（2.87mg·m?2·h?1）＞C2（1.71mg·m?2·h?1）。說明施用綠肥和粉壟耕作都會增加CH4的排放。

2.1.3稻田N2O排放通量

由圖3可知，N2O的排放主要集中在移栽后40～60d，即水稻分蘗期和灌漿前期，在移栽后0～15d即分蘗期有較小的N2O排放。

將圖3a（粉壟耕作）與圖3b（常規(guī)耕作）對比可見，相同施肥模式下早稻生育分蘗期C1的N2O排放通量是F1的2.1倍，均為負值，表現(xiàn)為吸收狀態(tài)。F2、C2的N2O排放通量在移栽后前10d呈上升趨勢，之后呈下降趨勢。F3的N2O排放通量始終呈下降趨勢，F(xiàn)4與相同施肥方式下的C4在移栽后均基本無明顯變化。特別地，F(xiàn)3施肥后無明顯N2O排放趨勢，僅在移栽后30d有個微小峰值（3.98μg·m?2·h?1）。施肥的5個處理中，在曬田后N2O排放通量呈上升趨勢，復(fù)水后呈下降趨勢，相同耕作模式下的N2O排放通量峰值表現(xiàn)為F2＞F4＞F3，C3＞C4＞C2，相同施肥處理下則表現(xiàn)為：F2（59.50μg·m?2·h?1）＞C2（6.97μg·m?2·h?1）、C3（30.57μg·m?2·h?1）＞F3（3.98μg·m?2·h?1）、C4（24.75μg·m?2·h?1）＞F4（21.06μg·m?2·h?1）。說明粉壟耕作下單倍綠肥配施化肥對稻田N2O有一定減排功效。

圖3 不同耕作模式下早稻生長季N2O排放通量變化過程

2.2 綠肥壓青粉壟保護性耕作對稻田溫室氣體累積排放量的影響

圖4表示在整個早稻生育期溫室氣體的累積排放量。由圖可見，CO2在稻田土壤溫室氣體排放中處于主導(dǎo)地位。不同耕作模式同種施肥處理下F4和C4的CO2累積排放量差異不顯著，單倍綠肥配施化肥下C3（1873.53 kg·hm?2）高于F3（1469.29kg·hm?2），F(xiàn)2（1586.24kg·hm?2）的CO2累積排放量高于C2（1336.70kg·hm?2），差異不顯著。

同等養(yǎng)分條件下，粉壟耕作模式CH4累積排放量差異顯著，表現(xiàn)為F4＞F3＞F2，F(xiàn)4是F3的2.2倍，是F2的5.6倍。F2、C2與F1、C1雖差異不顯著，但施用化肥后CH4累積排放量均小于不施肥處理。不同耕作、施肥處理下，F(xiàn)2的N2O累積排放量高于其它處理且不穩(wěn)定，顯著高于不施肥處理的F1和C1，F(xiàn)3的N2O累積排放量則相對最少（36.61g·hm?2）。

可見，綠肥壓青粉壟保護性耕作會影響CH4累積排放量，但對CO2和N2O累積排放量影響不大。

2.3 綠肥壓青粉壟保護性耕作對稻田土壤綜合增溫潛勢的影響

表2表明，CO2作為綜合增溫潛勢的主導(dǎo)影響因子，常規(guī)耕作方式下C3處理的CO2增溫潛勢受外界因素影響較大且顯著高于其它處理（P＜0.05），不同耕作模式下F4與C4處理的CO2增溫潛勢差異不顯著，占綜合增溫潛勢含量相對較少，分別為58.23%和63.79%。CH4作為影響綜合增溫潛勢的次要因子，F(xiàn)4、C4處理的CH4增溫潛勢顯著高于同一耕作模式下其它兩種施肥處理（P＜0.05），且F4顯著高于C4（P＜0.05），二者分別占綜合增溫潛勢的41.34%和35.59%。F2、C2與空白對照組差異不顯著，其CH4增溫潛勢顯著低于其它處理。從N2O角度來看，F(xiàn)2的增溫潛勢顯著高于其它處理，為相同處理下常規(guī)耕作C2處理N2O增溫潛勢的2.5倍。從綜合增溫潛勢角度看，F(xiàn)2和F3的綜合增溫潛勢顯著高于C2，顯著低于F4。

可見，雙倍綠肥配施化肥、常規(guī)耕作施用單倍綠肥配施化肥處理下，稻田溫室氣體的綜合增溫潛勢高于其它處理。粉壟耕作單倍綠肥配施化肥處理下，稻田N2O增溫潛勢最低，CH4增溫潛勢較低，不同耕作模式下的綠肥處理，對溫室氣體綜合增溫潛勢有降低作用。

圖4 不同處理早稻生長季（90d）溫室氣體（CO2、CH4、N2O）累積排放量比較

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05）。

Note：Different letters indicate significant differences among treatments at 0.05 level.

表2 不同處理早稻溫室氣體（CO2、CH4、N2O）增溫潛勢比較（CO2 kg·hm?2）

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（n=3）。同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05）。

Note：Values are mean±SD(n=3). Values followed by different letters in the same column are significantly different among treatments at0.05 level.

3 討論與結(jié)論

配施單倍綠肥和化肥粉壟耕作對稻田CO2有減排的作用。謝立勇等[17]認為合理的保護性耕作，可以抑制土壤侵蝕和微生物分解，減少土壤CO2排放。粉壟耕作后可以活化土壤資源[18]，本研究發(fā)現(xiàn)粉壟保護性耕作對水稻孕穗前期有降低CO2排放作用。鄒建文等[19?20]研究發(fā)現(xiàn)，土壤水分狀況是稻田CO2排放的主要驅(qū)動因子，植株生長狀況與CO2排放呈顯著正相關(guān)，這解釋了本研究稻田CO2的變化趨勢。本試驗發(fā)現(xiàn)隨著水稻的生長發(fā)育，水稻呼吸作用不斷增大，直到孕穗后期?齊穗期曬田后出現(xiàn)CO2的最高峰值，隨后水稻進入成熟期，CO2排放呈下降趨勢。同時萬水霞等[21]發(fā)現(xiàn)，紫云英和化肥的配施比單施化肥提高土壤細菌、真菌數(shù)量，增加了稻田土壤微生物生物量碳含量，對改善土壤環(huán)境起到很好的調(diào)控作用[22]，這與本研究綠肥壓青下粉壟保護性耕作對稻田CO2具有減排作用較為一致。

稻田CH4排放通量與綠肥壓青量相關(guān)，粉壟耕作CH4排放通量高于常規(guī)耕作。綠肥壓青后水稻曬田前對甲烷排放影響大，這可能因為綠肥處于腐解養(yǎng)分釋放關(guān)鍵期，稻田在淹水條件下綠肥腐解加速了氧化還原電位的下降，為水稻田提供了良好的厭氧環(huán)境，加快了CH4持續(xù)釋放[23]。而曬田后無水狀態(tài)CH4排放量低，是稻田根系等主要呼吸部位大面積接觸到氧氣，氧化還原電位增加，CH4易被氧化，從而降低CH4排放通量[24?26]。劉玉學(xué)等[27]也認為北方的單季水稻在移栽后40d出現(xiàn)CH4排放的最大峰值，白小琳等[28]試驗中雖有追肥，但早稻CH4最大峰值排放亦出現(xiàn)在移栽后30～40d，這與本研究CH4排放規(guī)律一致，但也有研究認為在移栽后12～18d出現(xiàn)CH4排放的最大峰值[29?31]，在中期復(fù)水后即移栽后40d左右出現(xiàn)小的排放峰值[29]。本研究結(jié)果認為在移栽后前期沒有明顯的CH4氣體排放，也可能是因為土壤吸收和釋放CH4排放量相抵于碳固持作用，這與耕作模式[32]、施肥方式[33]及水稻品種的選擇有關(guān)，本研究發(fā)現(xiàn)粉壟耕作比常規(guī)耕作CH4排放通量高峰滯后10d，這可能是因為粉壟耕作增強了稻田土壤通透性，灌水后土壤黏性高于常規(guī)耕作，降低了土壤通透性，影響了稻田CH4排放通量。

粉壟配施綠肥在分蘗期比單一施用化肥N2O減排效果好，水稻生育灌漿期粉壟耕作下單倍綠肥化肥配施后幾乎無N2O排放。謝義琴等[33]認為，稻田生態(tài)系統(tǒng)中N2O與 CH4排放互為消長關(guān)系，與本研究結(jié)果相符。Liu等[34]也證實，紫云英可利用根瘤菌共生固氮，在配施適量磷鉀肥后，能夠增加土壤養(yǎng)分循環(huán)中有效氮磷鉀供給，提高土壤有機質(zhì)和土壤肥力。故稻田可通過施用綠肥紫云英實現(xiàn)對N2O排放進行更好的調(diào)控。秦曉波等[35]認為，淹水期強還原條件下硝化作用更加徹底，所以導(dǎo)致中間產(chǎn)物產(chǎn)生少，曬田后出現(xiàn)硝化過程或反硝化過程產(chǎn)生的中間產(chǎn)物使N2O相對大量排放[36]，這也解釋了本研究中稻田綠肥壓青后淹水腐解期10d后幾乎觀察不到N2O排放的現(xiàn)象。

粉壟耕作下綠肥與化肥配施有利于調(diào)控CO2與N2O的累積排放，粉壟下茬免耕有利于提高水稻產(chǎn)量[37]，而綠肥作為純天然有機肥，比化肥更具有土壤生態(tài)環(huán)境調(diào)控優(yōu)勢[38]。本研究發(fā)現(xiàn)粉壟耕作施用化肥在所有處理中N2O累積排放量最高，因此，粉壟耕作可通過綠肥壓青綠色生產(chǎn)方式，減少化肥施用，遏制N2O氣體排放，降低稻田溫室效應(yīng)。稻田溫室氣體綜合增溫潛勢可用于定量評估溫室氣體排放對全球氣溫升高的影響[39]，盡管綠肥壓青下粉壟保護性耕作模式對CO2、N2O與CH4排放調(diào)控效果存在一定差異，本研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)耕作條件下施用化肥處理綜合增溫潛勢比粉壟耕作施用化肥或粉壟耕作單倍綠肥配施化肥低，但從增溫潛勢和土壤環(huán)境生態(tài)綜合調(diào)控角度，單倍綠肥壓青下粉壟耕作配施化肥有利于稻田土壤健康耕層構(gòu)建，有利于減少CO2與N2O的排放，減緩大氣溫室氣體排放，有關(guān)粉壟耕作條件下綠肥與化肥配施對CH4排放影響不明顯的基理，有待進一步探究。

綜上所述，合理配施綠肥加化肥對粉壟耕作下水稻溫室氣體CO2和N2O減排有一定積極作用，稻田CH4排放量與綠肥壓青量相關(guān)，在一定時間尺度上，綠肥壓青下粉壟保護性耕作是一種減少和遏制農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的有效措施，有關(guān)其免耕后延效應(yīng)對稻田溫室氣體排放的規(guī)律有待進一步深入研究。

致謝：本實驗土壤溫室氣體測試與分析得到植物科學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心（廣西大學(xué)）路丹、凌桂芝老師技術(shù)指導(dǎo)，特此致謝。

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Effect of Conservation Tillage with Smash Ridging under Green Manure Condition on the Emission of Greenhouse Gas in the Rice Field Soil

ZHENG Jia-shun1,2, HU Jun-ming2, WEI Xiang-hua1, Huang Tai-qing2, LI Ting-ting2, HUANG Jia-qi1,2

(1. Agricultural College, Guangxi University, Nanning 530005, China; 2. Agricultural Resource and Environment Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007)

This continuous field positioning experiment was carried out in the experimental field of Guangxi Academy of Agricultural Sciences from 2016 to 2018 with setting two kinds of farming modes, including the smash ridging and the conventional tillage, along with setting up blank control with no fertilizer, conventional application of chemical fertilizer, single green manure and chemical fertilizer and double green fertilizer and chemical fertilizer 4 kinds of fertilization treatments. After 5 days of rice transplanting in 2018, the greenhouse gas emission flux of rice fields was continuously measured by separate static chamber-meteorological chromatography to study the main greenhouse gas emission characteristics and their cumulative effects of different tillage patterns and fertilization treatments under green manure and analyze the cumulative emission of greenhouse gases and the potential of warming, in order to provide reference for the conservation of tillage and fertilization management mode. The results showed that the CO2emission flux of conventional fertilizer treatment under the smash ridging was 2.3 times that of the conventional tillage mode. The CH4emission during the critical period of the rice field peak under the application of double green manure is 2.5 to 3.9 times that of the action of chemical fertilizers. In each treatment, the cumulative CO2emission from paddy field treated with single-green manure plus chemical fertilizer was the lowest, which was 1469.29kg·ha?1, and the cumulative N2O emission was the least, which was 36.61g·ha?1. The cumulative emission of CH4from single green manure plus chemical fertilizer under the two farming modes was lower than that of double green manure plus chemical fertilizer. Rational application of green manure plus chemical fertilizer has a certain positive effect on the reduction of greenhouse gas CO2and N2O emission under the smash ridging mode. The CH4emissions in paddy fields were related to the green manure volume and the warming potential of greenhouse gases was also affected accordingly. On a certain time scale, applying the conservation tillage with green manuring and smash ridging is an effective measure to reduce and contain agricultural greenhouse gas emissions.

Green manure; Smash ridging; Greenhouse gas; Emission flux

10.3969/j.issn.1000-6362.2019.01.002

收稿日期：2018?07?24

通訊作者。E-mail：jmhu06@126.com；xhwfd@gxu.edu.com

國家自然科學(xué)基金項目（41661074）；廣西創(chuàng)新驅(qū)動重大專項（桂科AA17204078-2；桂科AA17204037-3）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團隊項目（桂農(nóng)科2018YT08）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展專項（桂農(nóng)科2017JZ09；桂農(nóng)科2017ZX01）

鄭佳舜（1995?），女，苗族，碩士生，研究方向為土壤環(huán)境生態(tài)。E-mail：ashunz08@163.com

共同第一作者：胡鈞銘（1974?），博士，研究員，研究方向為農(nóng)業(yè)有機資源利用與生境調(diào)控。E-mail：jmhu06@126.com

鄭佳舜,胡鈞銘,韋翔華,等.綠肥壓青粉壟保護性耕作對稻田土壤溫室氣體排放的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2019,40(1):15?24