有机和保护性耕作减缓稻田温室效应的长期和短期潜力研究

大气温室气体浓度升高和全球变暖是国际社会关注的热点问题。农业对减缓全球温室气体排放具有较大潜力，通过改变农业生产方式以减缓农田温室气体排放是当前各国政府和科学家关注的热点问题。本项目以江苏地区长期（>10年）实施有机、保护性耕作和集约化常规农业生产方式下的稻田以及近期（1-3年）由常规转变为有机和保护性耕作生产方式下的稻田为对象，采用静态箱-气相色谱法原位观测温室气体CO2、CH4和N2O排放通量，项目将完成：（1）比较有机、保护性耕作和常规农业生产方式下稻田温室气体排放特征、排放过程及驱动机制；（2）评估有机和保护性耕作稻田土壤的碳汇功能，评估农业生产方式转变对减缓稻田温室效应的长期和短期潜力，评价其长期与短期潜力的一致性；（3）揭示水肥耦合减缓稻田温室效应的内在机制，阐明实现农业可持续和温室气体减排双赢的农业生产体系原理。研究结果将为制定我国农业温室气体减排策略提供科学依据和数据支撑。

根据项目申请书和任务书的计划安排，本项目已顺利完成以下工作：（1）采用田间小区试验，原位测定了不同水分管理方式下有机和常规农业生产方式下稻田温室气体CH4和N2O排放通量，并在此基础上比较了常规农业转变为有机生产方式后稻田CH4和N2O排放的综合温室效应变化；（2）采用田间试验研究了不同水分管理方式下稻麦轮作周期N2O年排放量，并与已有文献资料结合，全面评估了不同水分管理方式下水旱轮作农田N2O年直接排放量。（3）以我国南方双季稻田长期施肥定位试验（湖南）为基地，原位同步观测不同施肥处理CH4和N2O排放通量，结合近十年土壤有机碳含量变化资料，全面评估不同施肥处理双季稻田CO2、CH4和N2O的综合温室效应，寻求实现双季稻高产、养分高效以及温室气体减排的肥水管理策略；（4）采用田间小区试验，原位观测旱育与水育秧田CH4和N2O排放通量，研究不同育秧方式对温室气体排放的影响，评估育秧方式转变的减排潜力；（5）采用田间小区试验，原位观测评估了高价铁氧化物（铁肥）施用对稻麦轮作生态系统年净综合温室效应的影响；（6）采用田间小区试验，原位同步观测直播稻田和移栽稻田CH4和N2O排放通量，研究移栽转变为直播稻田对温室气体排放的影响，评估稻田生产方式转变的减排潜力。相关研究结果分别发表在土壤学和环境科学的国际重要SCI刊物Global Change Biology、Environmental Pollution、Science of the Total Environment和Biology and Fertility of Soils。