生物炭处理下干湿交替灌溉稻田活性氮气体排放特性

摘要：

干湿交替灌溉具有节水稳产等优势,但也存在促进NH3 挥发和增加N2O排放的风险.而生物炭具有改善土壤、蓄水保肥、降低温室气体排放等诸多正效应.为探究干湿交替灌溉条件下稻田活性氮气体排放(主要为NH3 和N2O)对添加生物炭的响应机制,设置不同灌溉模式(淹灌和干湿交替灌溉)和生物炭用量(0和 20 t/hm2)2个因素 4个处理,通过 2020和 2021年大田原位试验,对稻田土壤环境、NH3 挥发、N2O排放、植物氮素吸收和产量等进行了研究.结果表明,2 a间,干湿交替灌溉对水稻产量均未产生显著影响(P>0.05),但却显著增加了NH3 挥发(仅 2020年)和N2O排放(P<0.05),增幅分别达到 8.9%和 105.0%～115.0%;而添加生物炭显著降低了NH3 挥发(8.7%～20.5%)和N2O排放(21.6%～24.2%)(P<0.05),减少 9.0%～20.6%的活性氮气体排放(P<0.05).较之无炭常规淹灌对照处理,干湿交替灌溉结合生物炭处理,可在实现增产 0.2%～12.5%的同时,降低活性氮气体排放 6.1%～11.7%.干湿交替灌溉促进N2O排放的主要原因是频繁灌水-落干条件下稻田土壤NO3--N浓度和氧化还原电位均得到了显著提升;而生物炭增产降氨的主要原因是无机氮固持量得到了显著提升,进而降低了NH3 挥发损失,增加了水稻氮素吸收,最终实现增产.研究揭示了生物炭在干湿交替稻田的应用潜力,为实现稻田节水增产,增汇减排及降低活性氮排放带来的环境代价提供理论依据.

关键词：水稻、生物炭、NH3 挥发、N2O排放、活性氮排放、干湿交替灌溉

所属期刊栏目：39

分类号：S511;S154.1(禾谷类作物)

资助基金：辽宁省应用基础研究计划项目;中国博士后科学基金面上项目

在线出版日期：2023-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：76-85