不同盐土改良方式对滨海盐土CH4和N2O排放的影响机理

Arable land is strained increasingly, in China, and the coastal saline is the important reserve resources and widely used soil improvers and organic fertilizer combined to mend. These mend ways can improve soil quality and affect the greenhouse gas (GHGs) emissions in coastal saline. Thus, this study will be carried out in typical paddy of coastal saline, using the static chamber-gas chromatography to observe in suit and compare the fluxes of CH4 and N2O in paddy field which was applied the organic fertilizers and soil improvers in Yancheng, Jiangsu. The study will finish the following items as listed: ① To clarify the emissions of intensity and characteristics of CH4 and N2O in paddy field which was applied the organic fertilizers and soil improvers; ② To evaluate the effects of paddy field used the organic fertilizers and soil improvers on mitigation of the net global warming potential derived from CH4 and N2O; ③ To reveal the soil microbial mechanisms associated with CH4 and N2O emissions under the different organic fertilizers and soil improvers combined in paddy field. The results of the study will provide a scientific basis for finding a way that ensure the rice production and slow down CH4 and N2O emissions in the coastal saline.

在我国耕地日趋紧张的背景下，滨海盐土成为重要的土地后备资源。以有机肥配施改良剂的方式改良滨海盐土，固然可以保证一定的水稻产量，但同时会影响稻田生态系统CH4和N2O等温室气体排放。为此，本申请项目拟以江苏盐城市典型的滨海盐土区的稻田为研究对象，采用静态箱-气相色谱法对施用不同改良剂和有机肥的盐土区稻田CH4和N2O排放通量进行连续原位观测和比较研究。本申请项目的主要研究目标：①弄清配施不同有机肥和改良剂对稻田生态系统CH4和N2O排放特征及排放强度的影响；②评估配施不同有机肥和改良剂的稻田对减缓农业源CH4和N2O排放的净综合温室效应潜力；③揭示不同盐土改良方式对稻田生态系统CH4和N2O排放的微生物学关联机制，明确不同改良方式能否减缓以及如何减缓盐土区稻田CH4和N2O的排放过程机理。研究结果将为寻找既能保证水稻产量又能减缓CH4和N2O排放的滨海盐土改良方式提供科学依据。

滨海盐土是我国重要的后备土地资源，以不同形式的氮肥配施土壤改良剂的方式改良滨海盐土，可以提高水稻产量，但同时又会影响稻田CH4和N2O排放。因此，本研究利用静态暗箱-气相色谱法原位同步观测不同改良滨海盐土方式下水稻生态系统的CH4和N2O的排放，揭示不同改良方式下稻田生态系统CH4和N2O排放强度、排放特征、驱动机制以及综合温室效应等。研究结果表明：所有的处理中，氮肥（无机肥、有机肥、有机无机混合肥）的加入显著的增加了稻田CH4和N2O的排放，综合温室效应（GWP）和水稻产量；平均增幅分别为42.2%，57.1%，49.8%和58.9%。在同样的氮肥处理中，土壤改良剂的施入分别增加了稻田N2O的排放，水稻产量和氮肥利用率；增幅分别为4.0-27.9%，10.3-28.0%，2.6%-61.3%；但是，却降低了稻田温室气体排放强度（GHGI）。在本研究中，滨海盐土稻田中氮肥引起的N2O的排放因子（EF）为0.02-0.07%，低于先前的大多数研究。同时，氮肥的施入显著的降低了稻田土壤中氯离子的浓度和pH，降幅分别为22.6-54.8%和0.6-2.4%。尽管，不同形式的氮肥的施入都能增加稻田GWP，但是在水稻生产中将土壤改良剂与不同形式的氮肥配施，可以有效的降低GHGI，并且增加作物产量和改善土壤质量。尤其是有机无机混合氮肥与土壤改良剂的配施效果最好。因此，本研究结果可为寻求适宜的施肥方案以保证水稻产量和减缓滨海盐土稻田生态系统温室气体排放提供科学依据。