环境科学  2019, Vol. 40 Issue (11): 5182-5190   PDF    
引用本文
胡玉麟, 汤水荣, 陶凯, 何秋香, 田伟, 秦兴华, 伍延正, 孟磊. 优化施肥模式对我国热带地区水稻-豇豆轮作系统N2O和CH4排放的影响[J]. 环境科学, 2019, 40(11): 5182-5190.
HU Yu-lin, TANG Shui-rong, TAO Kai, HE Qiu-xiang, TIAN Wei, QING Xing-hua, WU Yan-zheng, MENG Lei. Effects of Optimizing Fertilization on N2O and CH4 Emissions in a Paddy-Cowpea Rotation System in the Tropical Region of China[J]. Environmental Science, 2019, 40(11): 5182-5190.
优化施肥模式对我国热带地区水稻-豇豆轮作系统N2O和CH4排放的影响
胡玉麟1, 汤水荣1, 陶凯2, 何秋香1, 田伟1, 秦兴华1, 伍延正1, 孟磊1     
1. 海南大学热带作物学院, 海口 570228;
2. 三亚市南繁科学技术研究院, 三亚 572000
收稿日期: 2019-05-14; 修订日期: 2019-06-25
基金项目: 国家重点研发计划项目（2018YFD0200305）；海南省重大科技专项（ZDKJ2017002）；国家自然科学基金项目（41661051，41807022）；海南省自然科学基金项目（317070）
作者简介: 胡玉麟(1995~), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为农业环境与生态修复, E-mail:yaredaiyulin@foxmail.com
通信作者: 伍延正, E-mail:wyz198712@163.com; 孟磊, E-mail:menglei@hainanu.edu.cn
摘要: 选择海南典型的水稻-豇豆轮作系统进行氧化亚氮（N2O）和甲烷（CH4）排放的原位监测，探究不同施肥模式下该系统土壤温室气体排放特征.试验设当地常规施肥对照（CON）、优化施肥量（OPT）、有机无机配施（ORG）、缓控肥替代优化（SCOPT）及不施氮对照（CK）共5个处理，采用静态箱-气相色谱法监测整个种植季土壤N2O和CH4排放，并估算增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）.结果表明，各处理水稻季N2O累积排放量为0.19~1.37 kg·hm-2，相较于CON处理，优化施肥处理N2O减排50%~86%；豇豆季N2O累积排放量为1.29~3.55 kg·hm-2，除ORG增加14%，其他处理减排16%~59%.各处理水稻季CH4累积排放量为4.67~14.23 kg·hm-2，CK、OPT和ORG处理分别较CON增加116%、22%和102%，而SCOPT减少了29%；豇豆季CH4累积排放量为0.03~0.26 kg·hm-2，期间出现CH4吸收.比较两个作物季和休闲期对农田土壤直接排放的温室气体GWP的贡献率，豇豆季在CH4排放极低的情况下，仍有44.7%~54.5%的占比；两种温室气体比较中，N2O对GWP的贡献率为66.7%~77.2%.SCOPT处理的GWP和两季作物GHGI均显著低于CON处理.3个优化施肥处理中，SCOPT的增产减排效果最显著，为最优的施肥方案.
关键词: 优化施肥      热带地区      水稻-豇豆轮作      N2O      CH4      增温潜势     
Effects of Optimizing Fertilization on N2O and CH4 Emissions in a Paddy-Cowpea Rotation System in the Tropical Region of China
HU Yu-lin1 , TANG Shui-rong1 , TAO Kai2 , HE Qiu-xiang1 , TIAN Wei1 , QING Xing-hua1 , WU Yan-zheng1 , MENG Lei1     
1. College of Tropical Crops, Hainan University, Haikou 570228, China;
2. Sanya Science and Technology Academy for Crop Winter Multiplication, Sanya 572000, China
Abstract: In-situ measurement of nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) emissions in a typical paddy-cowpea rotation system in Southern Hainan was conducted to determine the characteristics of greenhouse gas emissions under different optimum fertilization treatments. The experiment consisted of 5 treatments:conventional farming fertilization (CON), optimized fertilization (OPT), organic-inorganic fertilization (ORG), slow-controlled optimization fertilization (SCOPT), and no nitrogen as the control (CK). The N2O and CH4 emissions were measured using static chamber-gas chromatography during the all the paddy-cowpea rotation seasons. Global warming potential (GWP) and greenhouse gas intensity (GHGI) were also estimated in this study. The cumulative N2O emission during the rice growth season was 0.19-1.37 kg·hm-2. Compared with the CON treatment, other treatments reduced N2O emission by 50% to 86%. The cumulative N2O emission during the cowpea growth season was 1.29-3.55 kg·hm-2. In addition, N2O emission increased by 14% as a result of the ORG treatment, whereas that of the remaining treatments decreased by 16% to 59%. The cumulative CH4 emissions during the paddy growth season were 4.67-14.23 kg·hm-2. The CH4 emissions following the CK, OPT, and ORG treatments were higher by 116%, 22%, and 102%, respectively, whereas that of SCOPT was lower by 29%, than that following the CON treatment. Moreover, the cumulative CH4 emission during the cowpea growth season was 0.03-0.26 kg·hm-2, and CH4 absorption occurred during the same period. With regard to the contribution rate of different periods to GWP, the cowpea growth season still had a proportion of 44.7%-54.5%, despite extremely low CH4 emission. Regarding the two greenhouse gases, N2O contributed 66.7%-77.2%. During the entire rotation system, both GWP and GHGI processed by SCOPT were significantly lower than those of the CON treatments. To sum up, the SCOPT treatment was determined to be the optimal fertilization scheme in this study and had the most significant effects on increasing production and reducing greenhouse gas emissions.
Key words: optimizing fertilization      tropical region      paddy-cowpea rotation      N2O      CH4      global warming potential     

工业革命后, 全球变暖的温室效应日益严重, 过去一个多世纪里地球表面温度上升了(0.6±0.2)℃[1]. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)估计, 因温室气体排放增加将导致全球平均气温每10 a上升0.2℃. N2O和CH4是两种重要的温室气体, 其百年尺度的全球增温潜势(global warming potential, GWP)分别是CO2的298倍和25倍[1].一般认为, 农田是N2O和CH4产生的重要来源[2, 3].不同的气候类型、土壤类型、作物种类、耕作方式、施肥模式等都可能导致气体排放产生较大差异[2], 而合理的耕作栽培管理措施能较大程度实现温室气体的减排.据估计, 到2030年全球农业活动的温室气体减排潜力可达5.5~6.0 Pg(CO2-eq, 1 P=220), 主要通过减少N2O和CH4排放及增加土壤碳固定来实现[4].

海南省地处热带, 冬季温度适合瓜菜类作物生长, 逐渐形成了水稻-冬季瓜菜轮作的种植模式[5].豇豆具有耐高温不耐低温的习性, 一季可多次采摘.为了延长其采摘周期, 农户施肥量和施肥频率都较高, 往往超过豇豆生长需求.据统计, 一季豇豆仅纯氮用量可达225~750 kg·hm-2[6].以往研究表明, 水旱轮作种植可能存在较高的N2O和CH4排放[7, 8].相对于国内其他地区水旱轮作过程的气体排放而言, 海南具有气温高、瓜菜季化肥投入量大而有利于N2O产生等典型的地域特点, 但关于热带地区稻菜轮作系统的N2O和CH4排放研究目前鲜有报道.

国家统计局数据显示, 2015年我国化肥农用量为5 416万t, 是全球平均用量的3.4倍.盲目大量地使用化学肥料造成严重的资源浪费和环境污染, 化肥减量增效是农业绿色发展的必然趋势.诸多研究表明, 减少化肥施用能够减少相关温室气体排放[9, 10], 却并未导致作物减产[11, 12].实现增产减排的减肥措施包括科学配置养分[10]、有机无机配施[13]以及新型缓控释肥料的应用[14]等.海南稻菜轮作过程中, 土壤水分变化差异较大, 各优化措施对温室气体排放的影响可能与前人的研究存在差异, 筛选最优的增产减排措施对热带地区温室气体排放研究具有重要意义.

为此, 本试验选择琼南地区水稻-豇豆轮作系统为研究对象.在当地农户常规施肥的基础上设置3个优化施肥处理, 以及不施氮的空白, 监测整个种植季的N2O和CH4排放, 并结合作物产量和GWP, 确定较优的施肥模式.本研究可以填补我国热带地区水稻-冬季瓜菜这一主要轮作模式中温室气体排放的空白.

1 材料与方法 1.1 试验地概况

试验点位于海南省三亚市吉阳区南繁科学技术研究院基地内(109°35′52″ E, 18°17′16″ N, 1.0 m), 属热带季风气候, 年平均气温25.5℃, 年均降水量1 347.5 mm, 全年日照时间超过2500 h.土壤类型为潜育型水稻土, 基本理化性质见表 1.本试验期间气温与降水量变化见图 1.

表 1 土壤背景值 Table 1 Background value of soils

图 1 采样期间气温与降水量变化 Fig. 1 Dynamics of air temperature and precipitation during the sampling period

1.2 试验设计

试验按照不同施肥模式设置5个处理, 分别为：不施氮肥的空白对照(CK); 按当地农户习惯的常规施肥对照(CON); 优化施肥处理, 施入常规对照80%的纯养分量(OPT); 有机无机配施, 减施且当季第一次施肥中一半的纯氮由有机肥提供(ORG); 缓控优化, 减施且当季第一次施肥的氮由缓控释肥提供(SCOPT).具体施肥方案见表 2(以纯养分计).每个处理3个重复, 一共15个小区.试验小区随机区组排列, 每个小区面积46.2 m2(11.0 m×4.2 m), 各小区边界起垄, 并用地膜覆盖, 地膜两边埋入地下50 cm, 防止窜水窜肥.

表 2 试验施肥方案 Table 2 Fertilization schemes

水稻于2018年5月初育苗, 5月中旬整地布置试验装置, 5月27日插秧移栽, 6月2日第一次施肥, 之后保持田面水进入分蘖期, 7月3日施入追肥, 晒田两周以减少无效分蘖, 抽穗后进行灌溉至灌浆结束落干, 8月18日收获测产.水稻收获后适逢三亚雨季休耕3个月. 12月7日在小区内翻耕起垄施基肥, 播种, 豇豆生长至20 cm后搭网架, 次年1月中旬开始采摘, 豇豆每隔2~4 d采摘一次计产, 期间1月23日和2月10日进行追肥以补充养分, 采摘持续一个半月, 视为豇豆季结束.其他田间农事管理与当地一致.

本试验使用的肥料氮、磷、钾分别由尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P2O5 16%)和氯化钾(含K2O 60%)提供.有机肥为N:P2O5:K2O=1.93:0.54:1.69的商品有机肥.缓控释肥为添加了8‰ NAM[13]的尿素, NAM为脲酶抑制剂和硝化抑制剂组合而成的复合增效剂, 由中国科学院沈阳应用生态研究所提供.

1.3 样品采集与测定

气体样品采集用静态箱法, 装置包括PVC材料的箱体(30 cm×30 cm×30 cm)、同规格的中间组合层和带凹槽的底座.箱内设有小风扇混匀空气、防止升温过快, 箱顶设有温度计和带三通阀的采气口, 底座固定在小区内.为防止采样时的踩踏改变土壤结构, 设计了从田埂伸入小区的木桥, 水稻生长中后期增加中间层箱体以适应水稻高度.采气时间为上午08:00~10:00, 采集频率为一周一次, 施肥后第2、5和8 d加密采样.采集气体时使箱体内部及底座周边空气充分流动, 给凹槽注水后将箱体置于凹槽内形成密封环境, 于盖上采气箱的0、10、20和30 min使用100 mL针筒混匀后抽取30 mL气体, 注入抽成真空的20 mL玻璃瓶(NICHIDEN-RIKA GLASS CO. LTD.)中.采集的气体带回实验室由气相色谱仪(岛津GC-2014)分析, N2O检测器为ECD, 载气为氩甲烷; CH4检测器为FID, 载气为高纯氮, 检测器温度300℃.标准气体由中国计量科学研究院提供.

水稻季采气同时使用便携式Eh计(Bante 220)测定5 cm土温和Eh.豇豆季采集土壤样品, 用靛酚蓝比色法(625 nm)和紫外双波长法(275 nm和220 nm)分别测定NH4+-N和NO3--N含量.

1.4 数据处理与分析方法

N2O和CH4排放通量计算公式：

式中, F为排放通量, FN2O单位为μg·(m2·h)-1, FCH4单位为mg·(m2·h)-1; ρ为标准状态下N2O-N和CH4-C的密度(kg·m-3); h为采样箱高度(m); Δc/Δt为采样过程中箱内气体摩尔分数变化速率; T为采样时箱内平均温度(℃).

累积排放量(f, kg·hm-2)计算公式：

式中, n和i为采样次数, t为采样天数(d).

100 a尺度的农田土壤直接排放的N2O和CH4的增温潜势(GWPGHGS, CO2-eq, kg·hm-2)计算公式：

温室气体排放强度(greenhouse gas intensity, GHGI, CO2-eq, kg·kg-1)计算公式：

式中, Y为作物产量(kg·hm-2).

使用SPSS 23.0和Excel 2016进行数据统计分析与制图.

2 结果与分析 2.1 水稻季不同处理气体排放通量及累积排放量

水稻季N2O排放峰出现在施肥或晒田后两周土壤干湿交替时, CON和ORG处理在分蘖期和抽穗期都分别出现了峰值, OPT和SCOPT处理只在抽穗期有排放峰(图 2).各处理N2O累积排放量高低顺序为：CON＞OPT＞SCOPT＞ORG＞CK, 3个优化施肥处理显著低于CON(P＜0.05, 下同).相较于CON对照, 3个优化处理的N2O排放总量分别减少50%、70%和59%[图 3(a)].

↓表示施肥，↑表示晒田，下同 图 2 不同处理水稻季N2O排放变化 Fig. 2 Dynamics of N2O emission fluxes in paddy growing seasons in different treatments

(a)水稻季N2O, (b)水稻季CH4, (c)豇豆季N2O, (d)豇豆季CH4;
同一图中不同小写字母表示差异显著, Δ表示处理与CON对照的比较 图 3 作物季N2O和CH4累积排放量 Fig. 3 Cumulative emissions of N2O and CH4 during the rotation system in different treatments

水稻季CH4的排放水平较低, 仅在灌浆期(7月29日)出现排放峰(图 4).各处理CH4累积排放量高低顺序为：CK＞ORG＞OPT＞CON＞SCOPT, CK和ORG处理显著高于CON[图 3(b)].

图 4 不同处理水稻季CH4排放变化 Fig. 4 Dynamics of CH4 emission fluxes in paddy growing seasons in different treatments

2.2 豇豆季不同处理气体排放通量及累积排放量

豇豆季N2O排放峰也在施肥后出现, 3次施肥后的一周内, 各处理都出现了峰值(图 5).其中CON处理的3次排放峰都是最高的, 其次是OPT和ORG, CK处理的峰最低. ORG处理的N2O排放峰出现时间最靠前, 其对施肥的响应最迅速.各处理N2O累积排放量高低顺序为：ORG＞CON＞OPT＞SCOPT＞CK. SCOPT处理显著低于CON[图 3(c)].

图 5 不同处理豇豆季N2O排放变化 Fig. 5 Dynamics of N2O emission fluxes in cowpea growing seasons in different treatments

豇豆季CH4排放通量极低, 在零值上下波动.监测过程发现, 土壤对CH4的吸收和排放处在一个相对平衡的状态(图 6).各处理CH4累积排放量差异不显著(P＞0.05)[图 3(d)].

图 6 不同处理豇豆季CH4排放变化 Fig. 6 Dynamics of CH4 emission fluxes in cowpea growing seasons in different treatments

2.3 环境因子与N2O、CH4排放的关系

在可能影响气体排放的环境因子中, 通过逐步回归分析确定了水稻季Eh值和5 cm土温为主要限制因子.相关分析结果显示, N2O排放通量与Eh值和5 cm土温相关性均不显著(P＞0.05, 下同); 而CH4排放通量与Eh值呈极显著负相关(P＜0.01, 下同), 与5 cm土温相关性不显著(表 3).

表 3 不同处理水稻季N2O和CH4排放通量与Eh和5 cm土温的相关性1) Table 3 Correlations of N2O and CH4 fluxes in the paddy growing seasons with Eh and 5cm soil temperature in different treatments

豇豆季则确定了土壤NH4+-N与NO3--N为主要限制因子.相关分析结果显示, CK处理N2O排放通量与NO3--N含量呈极显著负相关, CH4排放与NH4+-N含量呈显著正相关; CON处理CH4排放通量与NH4+-N含量呈极显著正相关(表 4).

表 4 不同处理豇豆季N2O和CH4排放通量与土壤NH4+-N和NO3--N的相关性 Table 4 Correlations of N2O and CH4 fluxes in the cowpea growing seasons with concentrations of NH4+-N and NO3--N in soil in different treatments

2.4 作物产量、增温潜势和气体排放强度

如表 5所示.各处理水稻产量SCOPT＞OPT＞CON＞ORG＞CK, 豇豆产量SCOPT＞CON＞OPT＞ORG＞CK.与CON相比, 3个优化施肥处理均没有显著性差异.在100 a尺度下比较对整个水稻-豇豆轮作系统总增温潜势的贡献率, 除CK外, 其他处理中豇豆季贡献了44.7%~54.5%(按作物季分), N2O贡献了66.7%~77.2%(按气体分). SCOPT处理总GWP和两作物季的GHGI均显著低于CON处理.

表 5 不同处理水稻、豇豆产量, N2O与CH4总增温潜势和温室气体排放强度(100 a)1) Table 5 Yields of paddy and cowpea fields, global warming potential, and greenhouse gas intensity (100 a) in different treatments

3 讨论 3.1 N2O排放特征

农田生态系统产生和排放N2O的过程是极其复杂的.一般认为, 硝化作用和反硝化作用是土壤N2O产生的主要过程[15], 两个过程的相对重要程度取决于环境条件.土壤水分处于田间持水量以下时, 硝化作用为N2O的主要来源[16]; 而当水分饱和时, 以反硝化产生的N2O为主[17].本研究的水稻-豇豆轮作系统中各处理的N2O排放通量有明显的季节变化规律, 产生峰值的主要原因是施肥[18].水稻季N2O累积排放量为0.19~1.37 kg·hm-2, 这与Bhattacharyya等[19]长期监测的印度东部克塔克中央水稻研究所中水稻田的N2O排放量为0.58~1.82 kg·hm-2的结果接近.但低于田伟等[5]监测的琼北晚稻0.44~3.40 kg·hm-2的N2O排放量, 可能是因为本试验水稻种植期间受当地雨季影响, 在生长中后期丰富的降雨形成较强的还原环境, 不利于N2O的产生[20].豇豆季N2O累积排放量为1.29~3.55 kg·hm-2, 高于水稻季. Mathieu等[21]的研究表明, 通气条件下硝化作用是土壤N2O的主要产生途径, 而温度是影响硝化作用的重要因素, 较高的温度有利硝化细菌的活性[22].王飞等[23]研究的水稻-蚕豆轮作中也测得土壤硝化细菌、纤维素菌、固氮菌的数量升高.本试验豇豆季平均土温为20.9~25.6℃, 硝化作用强度高, 因此有较高的N2O排放.

各处理中, CK的N2O排放水平最低, CON最高.优化施肥模式的对比中, 水稻季ORG处理的N2O排放低于OPT; 而豇豆季ORG处理的N2O排放高于OPT, 且对施肥的响应更迅速. Meng等[24]的研究表明, 夏玉米季有机肥的使用不会增加N2O排放. Rizhiya等[25]则发现由牧草或小麦秸秆为原料的有机肥能抑制N2O排放, 施入C/N较低的有机物料反而会促进N2O的排放.不同报道结果的差异性是由于不同C/N的有机肥矿化后改变了土壤中微生物群落结构, 影响硝化、反硝化过程[26], 导致N2O的排放差异.本研究的结果可能是水稻季残留秸秆和有机肥快速矿化导致土壤铵态氮含量升高, 加上豆科植物本身的固氮作用, 使硝化作用与反硝化作用底物浓度始终维持在较高水平, 土壤C/N降低, 导致更多的N2O排放[27], 以及更快地响应速度. SCOPT处理添加的NAM可以同时抑制脲酶水解过程和硝化过程[28], 从而减少整个种植季的N2O排放[29].

3.2 CH4排放特征

一般认为, 农田生态系统产生CH4有两种途径, 一种是土壤中大量的产甲烷菌利用微生物分解的有机酸来产生CH4, 另一种是有机物在细菌分解下直接产生的CO2和H2被还原[30].本研究CH4排放主要集中在水稻季和休耕期, 豇豆季各处理CH4排放贡献仅为0.11%~0.94%, 这是因为豇豆季土壤多数时间并非厌氧环境, 诸多研究也表明, 好气土壤中生物氧化作用使得旱地经常被视为大气CH4的汇而非排放源[17, 31].

有机无机配施的ORG处理在水稻季有较高的CH4排放, 施入有机肥会加剧土壤的厌氧环境形成, 同时为产甲烷菌提供充足的底物, 进而导致更多的CH4排放[32]; 而豇豆季因为土壤厌氧环境难以形成, 有机肥的施入会增加甲烷氧化菌的数量[33], 进而减少了CH4的排放. SCOPT处理由于添加了复合增效剂, 铵态氮始终处于较高的水平, 加剧了CH4在土壤大气界面的氧化[34], 使CH4排放降低[35, 36].

Eh值是反映土壤氧化还原状态的重要指标, 水稻季各处理CH4排放通量与Eh值极显著负相关(表 3).有研究表明, 强还原状态下土壤CH4排放增加[5, 37], 而ORG处理中有机肥的施入使得更低的土壤Eh环境形成, 导致CH4排放升高.温度主要通过使土壤中产甲烷菌的优势菌种发生更替来改变土壤CH4的产生能力[38].本试验位于三亚市, 全年无低温, 产甲烷菌的群落结构可能并未因此改变, CH4排放与5 cm土温的相关性不显著.

值得注意的是, 水稻季各处理CH4排放通量与N2O排放呈现出了此消彼长的趋势[39]. N2O排放最低的CK处理CH4排放最高, N2O排放最高的CON处理CH4排放反而很低.这是因为CH4和N2O的产生对土壤水分的要求不同, CH4的产生需要持续的厌氧淹水环境, 长期淹水的稻田CH4产生和排放量更高[40]; 而干湿交替处理的土壤能有效降低CH4的排放[41].本试验水稻季降水较多而气温高, 田间水分变化频繁, Eh未能降至-150 mV以下, 因此CH4整体排放水平较低, 这与Mohanty等[42]研究的克塔克中央水稻研究所的稻田CH4排放情况具有相似性.

3.3 增温潜势与气体排放强度

大气中温室气体浓度的升高, 使大气层对红外辐射的吸收能力增强, 地面温度上升.由于N2O的单分子温室效应和大气中存续寿命都远高于CH4, 考虑农田土壤直接排放的温室气体产生的温室效应时, 需要计算它们的总增温潜势才能了解整个系统的贡献.董艳芳等[41]研究的水稻田CH4对增温潜势贡献率占绝对优势, 傅志强等[40]进一步阐述了长期淹水条件对稻田增温潜势的巨大贡献.而本研究中对GWP的贡献率是豇豆季高于水稻季和休耕期, N2O高于CH4, 可能是热带地区雨季水分变化频繁、轮作系统养分残留以及豇豆季过高的施肥量等共同影响的结果. SCOPT处理通过优化施肥量并增加氮肥增效剂NAM更是显著减少了水稻-豇豆轮作系统的N2O排放, 降低增温潜势.

本试验中3个优化处理都能保证产量, 与谢义琴等[10]、方畅宇等[13]和田发祥等[14]的研究结果一致.刘红江等[43]的研究发现, 施用有机肥能提高作物产量, 同时会增加CH4的排放而升高增温潜势, 但气体排放强度不会升高; 刘昭兵等[44]的研究表明, 添加NAM能有效减少N2O和CH4排放, 降低增温潜势. Zhang等[45]进一步表明, 有机无机配施和缓控优化处理在提高作物产量的同时降低温室气体排放, 显著降低温室气体排放强度, 但生态系统经济预算净额(net ecosystem economic budget, NEEB)的计算考虑到有机肥料的成本, 有机无机配施不是一个最优的选择.在本研究中, 增温潜势主要由豇豆季和N2O贡献, 这说明豇豆季的施肥是一个重要的影响因素, 在水稻-豇豆轮作系统中应当减少施肥量或选择缓控释肥以达到增产减排的目的.同时本研究中休耕期由于持续时间较长, 水热条件较好, 对增温潜势的贡献不可忽略.

4 结论

(1) 海南水稻-豇豆轮作系统N2O排放峰值出现在施肥后, 排放集中在豇豆季, NAM的施用有效降低轮作系统的N2O排放.而系统CH4排放水平整体较低, 集中在水稻季, 在厌氧环境形成时剧烈排放.

(2) 3个优化施肥处理都能保证水稻、豇豆两季作物产量.轮作系统由于气体排放产生的增温潜势主要在豇豆季的N2O排放过程.

(3) 添加复合增效剂的SCOPT处理在提高产量的同时降低了N2O和CH4排放, 从两个方面降低了气体排放强度, 是一种值得推广的增产、减施、减排的施肥模式.

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