稻田是大气甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的重要来源. 据IPCC第四次评估报告，稻田CH₄年排放量为31~112 Tg，占全球总排放量的5%~19%；农业土壤N₂O-N 年排放量为1.7~4.8 Tg，占全球总排放的10%~27%^[1]. 中国稻田CH₄和N₂O年排放量分别为6.02~7.67 Tg和88~169 Gg^{[2, 3, 4, 5, 6]}，是大气温室气体的重要来源. 水分管理和化肥施用是影响稻田CH₄和氮化亚氮产生与排放的两大重要因素^[7]. 目前已有许多关于水分管理对稻田CH₄和N₂O排放影响的研究^{[8, 9, 10]}，一般认为长期淹水管理使稻田土壤处于强厌氧条件下会促进CH₄的排放，但另一方面又会使N₂O易被还原成N₂减少N₂O的排放，使二者处于此消彼长的状态. 具体的管理措施对温室气体的影响需通过对二者进行综合评价得出结论. 此外，施肥所引起的气态氮的排放是温室气体的重要来源，也是造成氮肥损失和环境污染的直接原因之一，而土壤水分含量与分布密切影响土壤氮素的分布，显著影响N₂O的排放^[11].

传统的“大水大肥”管理模式不仅造成了水肥资源的浪费，利用率低，生产成本高，而且引起一系列环境污染问题. 因此，开展水稻节水节肥技术研究日益受到重视^{[12, 13, 14, 15]}. 研究表明水氮肥管理的氮肥利用效率较常规施肥方法可提高0.56~1.66倍，同时具有较高的根系活力、水稻根系重量及各种酶^[15].因地制宜合理施肥，增加土壤水库容量，提高土壤水分的利用率，可实现以肥调水、以水定肥，促进水肥耦合. 目前单纯研究水分管理或施肥技术对水稻生长与产量的影响以及温室气体排放的文献较多^{[16, 17, 18, 19, 20]}，然而针对具体的水肥耦合措施究竟水分管理对温室气体的作用效果大还是施肥的作用更强烈目前尚无充分研究，且针对双季稻主产区早晚两季的研究并不多. 因此，本研究综合考虑水分和氮肥两个因素构成水肥组合模式，通过对早晚稻季温室气体排放的监测，分别探讨水分和施氮量对稻田综合增温潜势的影响，以期为进一步研究水肥高效利用调控技术与水肥一体化管理技术模式提供基础依据. 1 材料与方法 1.1 试验地概况

试验于2012年在湖南长沙县干杉镇干杉村上大屋组试验基地(28°08′18″ E，113°12′0″ N)进行，海拔42 m，年平均温度为17.1℃，年降水量1 500 mm，年≥10℃积温5 300~6 500℃，为湖南典型的双季稻生产区. 稻田土壤类型为第四纪红壤发育而成的红黄泥土. 供试土壤理化性状为pH 6.1，有机碳15.37 g·kg^-1，全氮1.55 g·kg^-1，碱解氮147 mg·kg^-1，有效磷7.1 mg·kg^-1，速效钾54 mg·kg^-1.

早稻品种为‘株两优90’，晚稻为‘岳优9113’.试验采用裂区设计，随机区组排列，设灌溉模式(W)和施氮量(N)这2个因素组合，灌溉方式设2个水平，施肥因素设4个水平，以其中的不施氮为对照，共计8个组合处理，3次重复. 早稻小区面积为20 m²，3月29日播种，4月29日移栽，7月17日收获. 大田栽插密度为3.0×10⁵穴 ·hm^-2，株行距为16.5 cm×20 cm，每穴插2苗；晚稻小区面积为15 m²，6月23日播种，7月19日移栽，10月20日收获. 大田栽插密度为2.5×10⁵穴 ·hm^-2，株行距为20 cm×20 cm，每穴插2苗.每个小区之间筑埂并用塑料薄膜包埂，两边设保护行.其他管理措施与一般高产稻田相同.

淹水灌溉(W₁)：大田自移栽返青后直至成熟前一周，稻田长期维持一定水层(3~5 cm水层)；间歇灌溉(W₂)：前期淹水灌溉，分蘖后期晒田，孕穗前回水后干湿交替灌溉，至收获前1周排水.

施肥处理共设不施N、低、中、高这4个氮肥水平，即早稻施纯N：0、90、120、150 kg·hm^-2，晚稻施纯N：0、105、135、165 kg·hm^-2，分别记为N0、N1、N2、N3. N肥施用比例为基肥 ∶拔节 ∶孕穗=5 ∶1 ∶4，早稻拔节肥、孕穗肥分别于5月25日、6月8日施入；晚稻拔节肥、孕穗肥分别于8月2日、8月17日施入；钾肥(K₂O)施用量为240 kg·hm^-2，磷肥(P₂O₅)用量为120 kg·hm^-2，均作基肥一次性施用.

田间气体采样采用圆柱体静态箱技术. 取样箱采用玻璃钢材料制成，箱体直径55 cm，高120 cm. 底座于移栽后即垂直插入小区中部土壤中，插入深度3~5 cm. 从移栽返青期开始每隔5~7 d取样一次，直至收获. 采样时间为上午09:00~11:00，每10 min抽样一次，连续抽样4次.取样时，将取样箱轻放在事先倒有浅水层的圆型框底座上，底座水槽内的水确保起到隔绝箱内外气体的作用. 样品CH₄和N₂O浓度采用湖南省土壤肥料研究所提供的气相色谱(Agilent7890A，美国)测定.

稻田 CH₄、N₂O排放通量计算公式为：F=ρ×h×dc/dt ×273/(273+ t)，式中，F为排放通量[mg·(m² ·h)^-1]；ρ为气体在标准状态下的密度，其中CH₄为 0.714 kg·m^-3，N₂O为1.98 kg·m^-3；h为采样箱高度(m)；dc/dt为采样过程中采样箱内 CH₄、N₂O浓度变化率[CH₄:mg·(m² ·h)^-1，N₂O:μg·(m² ·h)^-1]；t为采样箱内平均温度(℃)^[21]. 排放累积排放量计算公式：，式中，R_i是指相邻两次测定的平均排放量，D_i是指相邻两次测定相距天数^[22]. 排放通量均值为排放总量与天数的比值. 气体排放增温潜势(global warmingpotential：GWP)：以100 a的时间尺度为标准，CH₄和 N₂O 气体的 GWPs计算系数分别为25和 298^[23].

稻田灌水前选择一个区组在每个小区将装有渗透管的3根 U 形PVC管架埋入土中，使渗透管置于土壤深度5、10、15 cm处，以采集各层土壤溶液，即将一个10 mL的真空试管与渗透管连接起来，当约有5 mL的土壤水溶液被吸进真空试管时，将真空试管与渗透管分开，并使真空试管中的气压与大气压平衡，然后将试管振荡1 min，立即从试管上部取出1 mL空气，带回试验室用气相色谱仪测定CH₄和N₂O浓度^[24]. 土壤溶液样品于每次气体采样结束后提取，即从移栽返青期开始，每隔5~7 d取一次.

早稻选择一个区组，在每个小区将3个容积为200 mL的土壤溶液采样器分别埋入0~5、5~10和10~15 cm深处，收集上述3个深层土壤溶液；晚稻选择一个区组，在每个小区将1个容积为200 mL的土壤溶液采样器埋入7~13 cm深处，只收集7~13 cm处的土壤溶液，立即用便携式Eh/pH测定仪测定溶液的氧化还原电位(Eh)值. 每次取样在采气后进行，从移栽返青期开始每隔5~7 d取样一次.

数据采用Excel 2003进行初步整理和分析，采用DPS V3.01软件进行统计分析.多重比较采用新复极差法(LSR法). 相关系数显著性采用t检验法. 2 结果与分析 2.1 水肥组合模式对CH₄和N₂O排放通量的影响 2.1.1 CH₄排放通量

早稻季，CH₄排放通量呈上升趋势(图 1). 在水稻生长前期，各处理CH₄排放通量均处于较低状态，处理间无明显差异. 从6月中旬开始，CH₄排放通量迅速上升，处理间差异明显，其中淹水灌溉各处理的CH₄排放通量明显高于间歇灌溉，尤其以淹水灌溉施中氮的CH₄排放通量最高，达18.68 mg·(m² ·h)^-1. 从早稻季CH₄的平均排放通量来看各处理依次为：W2N0＜W2N2＜W2N1＜W2N3＜W1N0＜W1N1＜W1N3＜W1N2,极差为4.79 mg·(m² ·h)^-1. 总体上，早稻淹水灌溉的CH₄排放通量比间歇灌溉高出2.81 mg·(m² ·h)^-1，超出了53.9%.

图 1

Fig. 1

W1代表淹水灌溉,W2代表间歇灌溉;N0、N1、N2、N3分别代表不同的施N水平不施N、低N、中N、高N这4种施N措施,下同图 1 早稻CH4排放通量动态变化 Fig. 1 Dynamic of CH4 flux in the early rice season

对于晚稻季的CH₄排放通量来说，总体呈下降趋势(图 2).随着晚稻生育进程的推进，两种灌溉模式的CH₄排放通量差异十分明显，淹水灌溉明显高于间歇灌溉.不同的施氮量相比，淹水灌溉模式下以W1N1最高，平均达9.13 mg·(m² ·h)^-1；从大到小排序依次为W1N2、W1N3、W1N0，极差为1.51 mg·(m² ·h)^-1. 间歇灌溉模式下以W2N3最高，平均达4.66 mg·(m² ·h)^-1，其余依次为W2N2、W2N0、W2N1，极差为1.60 mg·(m² ·h)^-1. 总体上，晚稻季淹水灌溉的CH₄排放通量比间歇灌溉高出了4.53 mg·(m² ·h)^-1，超出了54.3%.

图 2

Fig. 2

图 2 晚稻CH4排放通量动态变化 Fig. 2 Dynamic of CH4 flux in the late rice season

早稻季，各处理的N₂O排放通量在水稻生育前期整体较低，处理间差异不明显(图 3). 随着早稻生育进程的推进，N₂O排放通量呈上升趋势，并在第二次追肥后达到峰值.两种不同的灌溉方式相比，间歇灌溉对追肥的响应要高于淹水灌溉，表明追施N肥的促排效果与灌溉方式密切相关. 总体上在同一施氮水平下，间歇灌溉各处理的N₂O排放通量总体要大于淹水灌溉；各处理中以间歇灌溉施中氮的排放通量最高，峰值达到231.50 μg·(m²·h)^-1，平均达55.78 μg·(m²·h)^-1；以淹水灌溉不施氮最低，平均为34.42μg·(m²·h)^-1，二者相差21.36 μg·(m²·h)^-1.与淹水灌溉相比，间歇灌溉使N₂O排放通量平均增加7.12 μg·(m² ·h)^-1.

图 3

Fig. 3

图 3 早稻N2O排放通量季节变化 Fig. 3 Seasonal variation of early rice season N2O emission flux

从晚稻季的N₂O排放通量来看(图 4)，总体与早稻季的相差不大. 晚稻抽穗期前N₂O排放通量随生育期的推进呈上升趋势，抽穗以后则呈下降趋势.间歇灌溉模式下，以施中氮处理(W2N2)的排放通量最高，平均排放通量达87.32 μg·(m²·h)^-1；其次为施高氮处理(W2N3)，平均排放通量为77.03 μg·(m²·h)^-1. 总体上，同一施氮水平下间歇灌溉各处理的N₂O排放通量仍高于淹水灌溉. 与淹水灌溉相比，间歇灌溉总体上使N₂O的平均排放通量增加36.91μg·(m² ·h)^-1.

图 4

Fig. 4

图 4 晚稻季N2O排放通量季节变化 Fig. 4 Seasonal variation of late rice season N2O emission flux

由表 1可知，早稻生长期间，各处理间CH₄排放量差异极显著. 在相同的施氮水平下，早稻间歇灌溉CH₄的积累排放量均要显著低于淹水灌溉，降低幅度为13.18~87.90 kg·hm^-2，减少了24.4%~67.4%. 晚稻期间，各处理间CH₄排放量也存在极显著差异. 在相同的施氮水平下，晚稻间歇灌溉的CH₄排放积累量同样显著低于淹水灌溉，降低幅度为74.48~131.07 kg·hm^-2，减少了42.5%~66.5%. 总体上，与淹水灌溉相比，间歇灌溉在早稻期间的CH₄排放总量平均降低52.58 kg·hm^-2，晚稻期间平均降低97.88 kg·hm^-2. 不同施氮水平相比，CH₄排放量总体随着施氮量的上升有一定的增加，但规律并不明显.

表 1(Table 1)

表 1 早晚两季CH4与N2O排放总量与增温潜势1) Table 1 Cumulative emissions and the warming potential of CH4 and N2O in early and late rice seasons 处理 早稻排放总量 晚稻排放总量 合计排放总量 CH4 /kg·hm-2 N2O /kg·hm-2 增温潜势 (CO2 eq) /kg·hm-2 CH4 /kg·hm-2 N2O /kg·hm-2 增温潜势 (CO2 eq) /kg·hm-2 CH4 /kg·hm-2 N2O /kg·hm-2 增温潜势 (CO2 eq) /kg·hm-2 W1N0 53.96 d 0.91 c 1619.2 164.64 d 0.50 e 4264.0 218.6d 1.41a 5883.2 W1N1 86.50 c 1.00 bc 2461.4 197.18 a 0.76 d 5157.0 283.68c 1.76a 7618.4 W1N2 130.49 a 1.03 bc 3569.3 180.69 b 0.36 e 4624.4 311.18a 1.39a 8193.7 W1N3 118.81 b 1.07 c 3288.1 175.24 c 0.86 d 4637.3 294.05b 1.93a 7925.4 W2N0 40.78 f 0.97 c 1309.6 77.32 f 0.85 d 2185.3 118.1g 1.82a 3494.9 W2N1 45.17ce 1.03 bc 1435.2 66.11 g 1.27 c 2032.2 111.28h 2.3a 3467.4 W2N2 42.59 ef 1.31 a 1456.2 82.03 f 1.89 a 2613.0 124.62f 3.2a 4069.2 W2N3 50.91 d 1.23 ab 1638.4 100.76 e 1.66 b 3014.6 151.67e 2.89a 4653.0 1) W1代表淹水灌溉Flooding irrigation,W2代表间歇灌溉Intermittent irrigation;N0、N1、N2、N3分别代表不同的施N水平:不施N、低N、中N、高N这4种施N措施;表中同一列不同小写、大写字母分别表示在P＜0.05和P＜0.01水平上差异达到显著

表 1 早晚两季CH4与N2O排放总量与增温潜势1) Table 1 Cumulative emissions and the warming potential of CH4 and N2O in early and late rice seasons

早稻期间，各处理间的N₂O累积排放量存在显著差异(表 1).在相同的灌溉条件下，随着施氮量的增加，N₂O排放积累量有增加的趋势. 在相同的施氮水平下，间歇灌溉条件下的N₂O排放累积量要高于淹水灌溉，增排量为0.03~0.24 kg·hm^-2，增排幅度达6.2%~18.3%. 晚稻期间，各处理间N₂O累积排放量仍存在显著性差异. 在相同的施氮水平下，间歇灌溉条件下的N₂O排放累积量均要显著高于淹水灌溉，增排幅度为0.35~1.53 kg·hm^-2，增排了40.2%~80.9%. 与淹水灌溉相比，间歇灌溉在早稻期间的N₂O排放总量增加0.13 kg·hm^-2，晚稻期间则增加了1.42kg·hm^-2.

晚稻排放的CH₄与N₂O增温潜势高于早稻(表 1). 早稻季各处理间的增温潜势相比较，以淹水灌溉施中氮(W1N2)最高，以间歇灌溉不施氮(W2N0)最低，相差2 259.7 kg·hm^-2(以CO₂ eq计，下同)，各施氮处理均要高于不施氮处理.相同灌溉条件下，增温潜势随着施氮量增加而增加；相同的施氮水平下，间歇灌溉均要低于淹水灌溉，总体降低了308.6~2 113.2 kg·hm^-2，降幅为19.1%~59.2%.晚稻期间，各处理增温潜势以淹水灌溉施低氮(W1N1)最高，以间歇灌溉施低氮(W2N1)最低，两者相差3 124.8 kg·hm^-2；在相同的施氮水平下，间歇灌溉均要低于淹水灌溉，总体降低了1 622.7~3 124.8 kg·hm^-2，减少了34.9%~60.6%.从两季综合的增温潜势来看，相同施氮量下间歇灌溉的增温潜势比淹水灌溉降低41%~54%，其中以W2N1和W2N2的降低幅度最大，两季综合下降4 151 kg·hm^-2和4 125 kg·hm^-2.淹水灌溉下，施低氮增温潜势比不施氮增加29%、施中氮增加39%、施高氮增加35%；间歇灌溉下，与不施氮相比，施低氮的综合增温潜势降低1%、施中氮增加16%、施高氮增加33%. 2.3 CH₄、N₂O排放与土壤溶液特性相关性 2.3.1 与土壤溶液Eh相关性

通过CH₄、N₂O排放通量与分蘖盛期、孕穗期和抽穗期土壤Eh的相关分析表明，土壤溶液Eh值与CH₄排放能量呈负相关关系(表 2). 其中，早稻季土壤5 cm和10 cm处溶液Eh值与CH₄排放通量呈极显著负相关关系.

表 2(Table 2)

表 2 土壤溶液Eh值与温室气体排放通量相关性1) Table 2 Correlation of Eh values in soil solution and greenhouse gas emission flux 土壤Eh值 CH4/mg·(m2·h)-1 N2O/μg·(m2·h)-1 r 值 拟合函数 r 值 拟合函数 早稻 5 cm深层土壤 -0.907 8** y=-0.032 4x+0.278 7(n=24) -0.221 5 — 10 cm深层土壤 -0.650 5** y=-0.034 5x-0.958 1(n=24) -0.263 2 — 15 cm深层土壤 -0.195 3 — -0.244 2 — 晚稻7~13 cm处 孕穗期 -0.739 6* y=-0.148 8x-0.772 9(n=8) 0.094 8 — 抽穗期 -0.915 4** y=-0.117 9x+1.898 5 (n=8) -0.158 6 — 齐穗期 -0.563 2 — 0.135 7 — 1)表中数值为相关系数(r值),相关系数的显著性通过F值检验,*和**分别表示在P＜0.05和P＜0.01水平下差异显著,下同

表 2 土壤溶液Eh值与温室气体排放通量相关性1) Table 2 Correlation of Eh values in soil solution and greenhouse gas emission flux

晚稻孕穗期，7~13 cm处土壤溶液Eh值与CH₄排放通量呈负相关关系(R2=0.546 9，n=8)，经显著性检验，达到显著相关水平(P＜0.05)；在抽穗期，土壤7~13 cm处溶液Eh值与CH₄排放通量呈负相关(R²=0.837 9，n=8)，达到极显著相关水平(P＜0.01). 齐穗期土壤溶液Eh值与CH₄排放通量也呈负相关，但不显著. 而N₂O的排放通量与土壤的Eh值均无显著相关关系，表明N₂O排放受土壤Eh影响不大. 2.3.2 与土壤溶液中CH₄和N₂O浓度相关性

通过相关分析发现CH₄排放通量与土壤溶液中CH₄浓度呈显著正相关关系，N₂O排放通量则与土壤溶液中N₂O浓度无显著相关关系(表 3). 早稻季，在分蘖盛期土壤10 cm处溶液中的CH₄浓度与CH₄排放通量呈显著相关(R²=0.668 9，n=8，P＜0.05)；在拔节期，二者达到极显著相关水平(R2=0.824 1，n=8，P＜0.01)；到抽穗期，二者仍具有显著相关关系(R2=0.692 5，n=8，P＜0.05). 到晚稻季，土壤7~13 cm处溶液中CH₄浓度与CH₄排放通量在孕穗期、抽穗期和齐穗期均呈极显著相关(表 3)，可见土壤溶液中的CH₄是最后排放到大气的主要来源，其浓度决定了CH₄的排放通量. 而N₂O排放通量虽与土壤溶液中的N₂O浓度表现为正相关，但未达到显著水平，表明土壤溶液中的N₂O浓度不是N₂O排放的决定因素.

表 3(Table 3)

表 3 土壤溶液温室气体浓度与排放通量相关性 Table 3 Correlation between soil solution concentrations of greenhouse gases and emission flux (sample size n=8) 土壤溶液温室气体浓度 CH4/mg·(m2·h)-1 N2O/μg·(m2·h)-1 r 值 拟合函数 r 值 拟合函数 早稻10 cm 分蘖期 0.817 8* y=0.157 3x-3.981 2(n=8) 0.492 7 — 拔节期 0.907 8** y=0.015x-0.084 7(n=8) 0.483 2 — 抽穗期 0.832 2* y=0.087 7x+1.590 5(n=8) 0.591 8 — 晚稻7~13 cm 孕穗期 0.988 3** y=0.031 4x-4.032 9(n=8) 0.039 2 — 抽穗期 0.930 9** y=0.003x+1.976 3 (n=8) 0.124 8 — 齐穗期 0.968 6** y=0.003 4x-1.346 1(n=8) 0.635 1 —

表 3 土壤溶液温室气体浓度与排放通量相关性 Table 3 Correlation between soil solution concentrations of greenhouse gases and emission flux (sample size n=8)

本研究结果表明与淹水灌溉相比，间歇灌溉显著降低了CH₄的排放，这与前人研究结果一致^[8]. 许多研究表明CH₄是极端厌氧条件下产CH₄菌作用于产CH₄基质的产物，受水分变化影响明显^[8]. 淹水稻田阻碍了空气流通，使土壤长期处于厌氧环境中，为产CH₄细菌的生存提供了良好的条件，促进了CH₄的产生与排放. 而相对于持续淹水，间歇灌溉因中期烤田，增加土壤通透性、提高土壤氧化还原电位，抑制了产CH₄细菌活性，增强了CH₄氧化细菌氧化CH₄的能力，从而大幅度降低稻田CH₄排放^{[25, 26, 27]}. 另外，土壤氧化还原电位与土壤水分状况关系密切，稻田淹水后土壤Eh迅速下降，甲烷排放量也急剧增加^[28]. 这与本研究中CH₄排放通量与土壤Eh呈显著负相关的结果一致. 同时本研究得出，CH₄排放通量与土壤溶液中CH₄浓度呈显著正相关关系. 已有研究表明稻田生成的CH₄一部分在排放前已被氧化消耗，排出稻田的CH₄占生成量的20%^[28]. 土壤溶液的CH₄浓度越高，表明CH₄的生成量也越高，导致排出稻田的CH₄也越多，此结果与杨文燕等的研究相一致^[29].

关于氮肥施用对CH₄排放的影响有不同的结论^{[20, 30, 31]}. 本研究表明总体上CH₄排放随着施氮量的增加而增加，在未施氮肥的处理中，排放量明显较少. 造成此结果的原因可能为：一是随着施氮量的增加，水稻植株生长更加旺盛，促进了水稻根系的生长，改善了根系通气状况^[32]. 土壤中的CH₄向大气排放通过三条途径实现，包括冒气泡、水中液相扩散和水稻植株的通气组织，其中绝大部分是通过水稻植株传输^[33].因此，水稻根系通气组织的发达有利于CH₄的排放.其次，植株的旺盛生长增加了根系分泌物，为产CH₄菌提供了充足的碳源和氮源，提高产CH₄菌的活性^{[8, 32]}. 另外有学者认为尿素可以提高土壤pH值，大多数酸性壤中施入尿素后土壤pH值变得有利于CH₄形成^[34]. 也有研究认为NH₄⁺-N或产NH₄⁺的氮肥对CH₄氧化具有抑制作用，使之促进CH₄排放^[32]. 总之，氮肥是通过土壤和植株间接影响CH₄排放的.

水和肥是影响稻田N₂O排放两大主控因子. 水分状况不仅影响稻田土壤中N₂O的生成量，也极大地影响着N₂O向大气传输^[28]. 本研究中与淹水灌溉相比，间歇灌溉增加了N₂O排放，尤其是晚稻季. N₂O是土壤微生物硝化与反硝化作用的中间产物，一般认为稻田土壤N₂O排放峰值出现在75%~85%的土壤孔隙含水率之间^[35].当土壤孔隙含水率在30%~70%时以硝化作用为主；当土壤孔隙含水率高于60%时，土壤反硝化作用随水分含量增加而迅速提高并占主导作用^[36]. 许多研究表明大量的N₂O排放主要出现在土壤干湿交替阶段^{[8, 28, 37]}. 土壤孔隙含水率过高时，空气传播受阻，N₂O被进一步还原成N₂，导致反硝化作用的产物以N₂为主^[28].因此稻田处于淹水状态时使土壤处于极端还原状态反而降低N₂O的排放，此结果也与其他研究相一致^{[9, 38]}. 在本研究中土壤溶液中N₂O浓度与N₂O排放通量呈正相关，但相关性并不显著. 这也由于受到土壤水分条件的影响，土壤溶液中的部分N₂O被还原成N₂而不是直接排出稻田，而本研究中间歇灌溉的土壤水分状况处于不断变化中，使被还原的土壤溶液N₂O量也处于变化中.本研究表明相同的灌溉条件下，施氮处理较之不施氮增加了N₂O的排放量，特别是在间歇灌溉条件下，N₂O排放量随施氮量增加而增加，这与代光照等^[32]、徐华等^[38]研究结果一致. 本研究采用尿素作为氮肥，尿素进入土壤后很快会水解成NH₄⁺-N，为硝化作用提供底物，促进NO₃^-的形成进而促进反硝化作用，增加N₂O排放^[28].尤其是在间歇灌溉条件下，土壤通透性增强，更能促进土壤硝化与反硝化细菌的活性，有利于N₂O产生与排放.

如何提高水稻生产水资源利用效率，同时又减少稻田CH₄和N₂O排放是发展低碳农业必须解决的一个关键问题.本研究表明与长期淹水灌溉相比，间歇灌溉使N₂O的排放增加了29%~130%；但相比间歇灌溉，淹水灌溉却增加了85%~155%的CH₄排放. 因此间歇灌溉虽然增排了N₂O，却减少水稻全生育期CH₄排放，使其综合增温潜势显著减少.其次，本研究结果表明虽然温室气体排放随着施氮量的增加而增加，但就两季综合增温潜势来看，灌溉模式对增温潜势的作用幅度在41%~54%，而施氮量对综合增温潜势的作用幅度在1%~39%.可见相比施氮量，灌溉模式对温室气体的作用更加强烈.在水稻生产中必须遵守的重要前提是保障产量不受影响，同为间歇灌溉条件下，施中氮的综合增温潜势虽比施低氮高，但其产量较高，同时氮素利用率也要高于其他施氮水平，是增产不增排的最优组合模式.另外，南方双季稻区一般雨热同期，且降雨集中在5~9月，这段时间也是水稻生长需水量最大的季节，利用稻田蓄水及山塘水库等设施蓄水，有利于间歇灌溉模式的推广应用. 综合来看间歇灌溉施中氮是最适合在南方双季稻区推行的模式.

(1)在相同的施氮水平下，间歇灌溉有利于减少CH₄排放，但促进N₂O排放，最终有利于气体增温潜势的降低，减少温室效应，这种效果犹以晚稻季更为明显. 因而晚稻的间歇灌溉更有利于温室气体减排.在相同的灌溉条件下，施氮越高，气体增温潜势越高.

(2) CH₄的排放与土壤溶液的氧化还原电位(Eh)密切相关，且受土壤溶液中温室气体浓度的显著影响. N₂O排放则与土壤溶液的氧化还原电位以及溶液中温室气体浓度无直接相关关系，其排放主要受施N量的影响. 施N量增加一定程度上促进N₂O的排放，但不影响CH₄的排放.