生物质炭输入减少稻田痕量温室气体排放_李松
生物质炭土壤应用减排增汇项目方法学
生物质炭土壤应用减排增汇项目方法学随着全球气候变化问题日益严重，减少温室气体排放、提高碳汇能力成为各国关注的焦点。
生物质炭作为一种可再生能源和环境友好型材料，其在土壤中的应用可以有效提高土壤碳储存量，降低温室气体排放。
本文将详细介绍生物质炭土壤应用减排增汇项目的方法学。
一、项目背景生物质炭是由生物质在缺氧或微氧条件下经过热解、气化等过程转化而成的一种富含碳的物质。
它具有较高的稳定性和吸附性能，能够改善土壤结构、提高土壤肥力、增加土壤碳储存量，从而降低温室气体排放。
二、项目目标1.提高土壤碳储存量，增加碳汇能力；2.降低土壤温室气体排放，减缓气候变化；3.改善土壤质量，促进农业可持续发展。
三、方法学1.生物质炭制备选用适宜的生物质原料，如农作物秸秆、林业废弃物等，通过热解、气化等方法制备生物质炭。
制备过程中需控制温度、时间和氧气浓度等条件，以确保生物质炭的品质。
2.生物质炭性质分析对制备好的生物质炭进行性质分析，包括碳含量、比表面积、孔隙结构、官能团等，以了解其吸附性能和稳定性。
3.土壤类型与生物质炭适用性评估根据土壤类型、质地、肥力状况等因素，评估生物质炭在土壤中的应用潜力。
对于不同类型的土壤，选择适宜的生物质炭种类和用量。
4.生物质炭施用将生物质炭按照一定比例与土壤混合，采用撒施、深施等方法施入土壤。
施用量需根据土壤类型、生物质炭性质和预期效果进行优化。
5.监测与评估（1）土壤碳储存量监测：定期采集土壤样品，测定土壤有机碳、全碳含量，评估生物质炭对土壤碳储存量的影响。
（2）温室气体排放监测：采用静态箱法、气体通量法等方法，监测土壤温室气体排放通量，评估生物质炭对温室气体排放的减排效果。
（3）土壤质量评估：监测土壤肥力、微生物多样性、作物产量等指标，评估生物质炭对土壤质量的影响。
6.效果评价与优化根据监测结果，评价生物质炭土壤应用的效果，针对存在的问题进行优化调整，以提高减排增汇效果。
四、总结生物质炭土壤应用减排增汇项目方法学旨在通过生物质炭的施用，提高土壤碳储存量，降低温室气体排放，为应对气候变化提供一种有效的技术途径。
利用生物炭减少温室效应提高作物产量
利用生物炭减少温室效应提高作物产量一、生物炭的概念与作用生物炭是一种通过生物质在缺氧条件下热解产生的碳质材料。
它具有高比表面积、多孔结构和稳定的化学性质。
生物炭在农业领域的应用日益受到重视，主要是因为其在改善土壤质量、提高作物产量以及减少温室气体排放方面的潜力。
1.1 生物炭的制备与特性生物炭的制备过程主要包括干燥、碳化和冷却三个阶段。
在碳化过程中，生物质中的挥发性成分被去除，留下的主要是碳和少量的氢、氧、氮等元素。
生物炭的多孔结构为其提供了良好的吸附性能，能够吸附土壤中的养分和水分，从而改善土壤的物理性质。
1.2 生物炭对土壤质量的改善生物炭能够提高土壤的保水性和通气性，增加土壤的有机质含量，改善土壤结构。
这些特性有助于土壤微生物的活动，促进土壤养分的循环，提高土壤的肥力。
1.3 生物炭在温室气体减排中的作用生物炭具有长期稳定存储碳的能力，能够减少农业土壤中温室气体的排放。
此外，生物炭还能够吸附和固定大气中的二氧化碳，进一步减少温室效应。
二、生物炭在农业中的应用生物炭在农业中的应用主要集中在提高作物产量和改善作物品质。
通过施用生物炭，可以显著提高作物的生长条件，增强作物对逆境的抵抗力。
2.1 生物炭对作物生长的促进作用生物炭能够改善土壤的物理性质和化学性质，为作物提供良好的生长环境。
生物炭的吸附作用能够减少养分的流失，提高土壤中养分的有效性，从而促进作物的生长。
2.2 生物炭对作物抗逆性的增强生物炭能够提高作物对干旱、盐碱等逆境的抵抗力。
生物炭的保水性能有助于作物在干旱条件下保持水分，而其吸附性能则能够减轻土壤中盐分对作物的毒害。
2.3 生物炭在提高作物品质方面的潜力除了提高作物产量，生物炭还能够改善作物的品质。
生物炭能够促进作物对养分的吸收，提高作物中的营养成分，如蛋白质、维生素等的含量。
三、生物炭应用的挑战与前景尽管生物炭在农业中的应用具有巨大的潜力，但也面临着一些挑战，需要通过科学研究和技术创新来克服。
生物质炭基肥对农田土壤温室气体排放年际变化的影响
生物质炭基肥对农田土壤温室气体排放年际变化的影响陈红卫;黄玲;冯露;李晓庆;孟雨田;代琳【摘要】A field experiment was performed to investigate the effect of application of biochar based fertilizer (0, 10, 20, 30 t·hm-2) on soilN2O,CO2 emissions in 2015 and 2016.It was shown that compared with CK, CO2-C emissions were increased in 2015 and 2016 by 0.81%-23.05% and 11.66%-30.94%, respectively, while, N2O emissions were decreased by13.32%-16.59% and 7.90%-19.57% in 2015 and 2016, respectively.Based on the results, although application of biochar based fertilizer increased soil CO2 emission, it could effectively reduce soil N2O emission, and decrease global warming potential (GWP) and greenhouse gas intensity (GHGI).Moreover, the effects of 30·t·hm-2 application rate were sustainable between years.%通过大田试验,研究分析不同梯度用量生物质炭基肥(0、10、20、30 t·hm-2)对旱作农田土壤温室气体排放的影响.结果表明,与对照(CK)相比,施用生物质炭基肥土壤的CO2-C排放量在2015年和2016年分别提高了0.81%~23.05%和11.66%~30.94%;土壤N2O的排放总量分别降低了13.32%~16.59%和7.90%~19.57%.综合连续2 a试验结果,本研究中生物质炭基肥施用增加了土壤CO2排放,但对于降低土壤N2O排放、全球增温潜势(GWP)、温室气体排放强度(GHGI)具有显著和持续效应,且在高用量下(30 t·hm-2)的持续效应具有年际间稳定性.【期刊名称】《浙江农业学报》【年(卷),期】2017(029)006【总页数】5页(P977-981)【关键词】生物质炭;砂壤土;温室气体;减排【作者】陈红卫;黄玲;冯露;李晓庆;孟雨田;代琳【作者单位】河南科技学院,河南新乡 453003;河南科技学院,河南新乡 453003;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江哈尔滨 150030;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江哈尔滨 150030;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江哈尔滨 150030【正文语种】中文【中图分类】S156.2温室气体与环境变化是社会关注的焦点和热点。
生物质炭在农田生态系统中的应用
生物质炭在农出生态系统中的应用摘要近年来，生物质炭作为一种应对气候变化实现农田生态系统固碳减排的重要措施, 被广泛应用于各类室内以及出间试验中，因此施用生物炭已经成为一种实现农田生态系统固碳减排的双贏策略。
通过总结归纳生物炭对作物产疑、酸性土壤理化性质、温室气体排放以及固碳等方面的影响，以期为实现生物炭在农出生态系统中的推广应用提供理论依据。
关键词生物质炭：气候变化；作物产量；温室气体排放：农田生态系统：应用人类的农业生产活动以及其他措施大幅度影响丄壤碳氮循环变化，英表现和影响之一就是大气中温室气体的含量不断增加，从而导致全球气候持续变暖等负而效应【1】。
如何减少上地利用中温室气体排放增加陆地生态系统碳汇是当前减缓气候变化研究的热点【2】。
上壤是陆地生态系统的主要碳库，而上壤碳库对上壤肥力以及作物产量等有重要的影响。
碳、氮循环是农田生态系统最基本的生态过程，受到人为作用的影响和调控，同时对农阳生态系统的稳左性、生产力及其环境效应具有关键性的影响。
由于施吧量大、用地方式不合理等原因造成的上壤肥力退化、上壤酸化等情况，严重威胁着环境安全以及可持续发展的落实。
因此，找到切实可行的减排固碳措施能够达到生产与环境的双贏。
为了应对丄壤碳库以及气候变化，各类措施已经被广泛实施与应用，但是效果并不显著。
例如秸秆还田虽然可以增加蔬菜产量，但是由于上壤的矿化作用等过程，并不能对上壤碳库产生持续的彫响（短于30年），还会造成温室气体排放的增加。
而生物炭由于英在上壤中的稳泄性以及其碳负性固碳理念，在近些年来被作为一种良好的减排措施广泛应用于各类试验中。
生物炭是指各种有机植物残体在无氧条件下高温热解或者气化后的固态产物的统称，能够有效减少农业生态系统中N2O的排放，增加农业上壤有机碳含量并且不增加或者少量增加CH4与CO2的排放。
同时，生物炭还能够改良丄壤，提高作物的生产力，因而可以作为农业应对气候变化的增汇、增产的双赢途径。
生物质炭施用对土壤CO2释放和碳截留影响的研究
生物质炭施用对土壤CO2释放和碳截留影响的研究生物质炭施用对土壤CO2释放和碳截留影响的研究生物质炭是由植物残渣经过高温热解制得的一种碳质材料，其在土壤改良、农业生产和环境保护方面具有广泛应用前景。
然而，生物质炭在土壤中的影响机制仍然不完全清楚。
本文旨在研究生物质炭施用对土壤CO2释放和碳截留的影响，并探讨其机制。
实验从收集并筛选具有一定研究价值的生物质炭开始。
研究对象为常见农业土壤，通过对不同土壤施用生物质炭，并设置对照组进行比较分析。
实验过程中采用了连续观测、定量分析和化学分析等方法，以确保结果的准确性和可靠性。
实验结果显示，生物质炭的施用显著降低了土壤CO2的释放量。
与对照组相比，施用生物质炭的土壤CO2释放量平均降低了30%。
这表明生物质炭的施用能够有效减少土壤的呼吸作用，减缓土壤碳循环过程中的CO2释放。
进一步的研究发现，生物质炭施用还能增加土壤中有机碳的含量，提高土壤碳截留能力。
生物质炭在土壤中的CO2减排和碳截留作用可能与以下几个因素有关。
首先，生物质炭具有较高的固碳能力，能够稳定储存大量碳元素。
其次，生物质炭施用能够提高土壤的有机质含量，增加土壤碳库的容量，从而促进碳的截留。
此外，生物质炭微观结构的特殊性能也可能对土壤碳循环产生影响。
在研究过程中，还发现了生物质炭施用对土壤环境和生物活性的积极影响。
生物质炭的施用改善了土壤结构、调节了土壤温度和湿度，有利于土壤微生物的生长和活动。
这些因素的改善都有助于减少土壤CO2释放，并促进土壤碳的截留。
综上所述，生物质炭的施用对土壤CO2释放和碳截留产生了显著影响。
生物质炭能够降低土壤中的CO2释放量，增加土壤中的有机碳含量，提高土壤的碳截留能力。
这为减少土壤中的碳排放、改善土壤质量和促进可持续农业发展提供了一种可行的方法。
然而，还需要进一步的研究来深入探讨生物质炭在不同土壤类型和气候条件下的作用机制，以指导其在不同地区的应用综上所述，生物质炭的施用对土壤CO2释放和碳截留产生了显著影响，通过减少土壤呼吸作用和增加土壤有机碳含量，能够有效降低土壤中的CO2排放量，并提高土壤的碳截留能力。
生物质炭输入对竹林土壤温室气体排放的影响及其机理研究
产业与科技论坛2019年第18卷第19期生物质炭输入对竹林土壤温室气体排放的影响及其机理研究□杨倩【内容摘要】本文以农林废弃物制备的竹炭和秸秆炭为试材，通过长期野外林地试验，比较研究竹炭和秸秆炭输入对竹林土壤温室气体排放的影响。
实验采用静态箱法采集气体，使用气相色谱法测定毛竹林温室气体（CH4和N2O）的排放通量，并测定分析了生物质炭输入毛竹林后土壤的理化性质变化，实验结果表示：竹林土壤的理化性质在生物质炭输入后能够得到有效改善，同时温室气体的排放也相对减少。
阐明毛竹林输入生物质炭后对土壤温室气体排放影响的机理。
该研究不但有利于改良我国毛竹林土壤，而且对我国固碳减排目标的快速实现具有重大意义。
【关键词】生物质炭；竹林土壤；温室气体；氧化亚氮；二氧化碳【基金项目】本文为浙江农林大学校级课题项目（编号：112－2013200036）研究成果。
【作者单位】杨倩，浙江农林大学环境与资源学院生产中可以通过在缺氧条件下热化学转化生物质来获得生物质炭。
从2006年起，许多学者研究强调表明了生物质炭能够降低大气中的CO2，通过生物质炭输入土壤生态系统从而降低温室气体的排放这一方法很有可能成为今后改善全球气候变化的重要途径，现在，已有大量数据研究表明，生物质炭输入农田土壤后，不但能够巩固土壤固碳作用，还能够有效改善土壤结构和理化性状，有效提高土壤质量和肥力，提升作物产量。
伴随科学对生物质炭研究的不断深入，生物质炭在全球的碳氮循环、环境保护和气候变化调节中日趋体现出它的重要作用。
一、试验设计和田间管理（一）试验设计和田间管理。
试验地点位于浙江省杭州市临安区青南村。
地处浙江省的西北方向、属于中亚热带季风气候区南部，温暖潮湿，日照充沛，雨量充足，四季明显。
年均降水量1613.9毫米，降水日158天，无霜期年平均为237天。
（二）实验设计。
本试验设3组不同的处理，每个处理设置4个重复，总共12个小区。
利用典型样地法与随机区组设计布置相关试验。
稻田温室气体减排方案
稻田温室气体减排方案一、背景介绍稻田是全球最重要的农作物之一，但它也是温室气体排放的主要来源之一。
稻田在生长季节会产生大量的甲烷和二氧化碳等温室气体，这些气体对于全球气候变化有着重要影响。
因此，减少稻田温室气体排放已成为当前环保工作中的一个重要任务。
二、减少甲烷排放的措施1.改变水稻种植方式：水稻种植时，可以采用直播、深水栽培和旱田栽培等方法来减少温室气体排放。
直播可以避免在水中形成缺氧环境，从而减少甲烷的产生；深水栽培可以使土壤中的微生物处于缺氧状态，从而减少甲烷产生；旱田栽培则可以降低土壤中有机质分解速度，进而减少甲烷生成。
2.施加硝酸盐肥料：通过施加硝酸盐肥料来提高水稻收获量和增加土壤中硝化细菌的数量，从而减少甲烷的产生。
3.添加有机肥料：添加有机肥料可以增加土壤中的微生物数量，从而促进土壤中的氧化作用，减少甲烷的产生。
三、减少二氧化碳排放的措施1.使用低碳能源：在温室大棚内使用太阳能板和风力发电机等低碳能源来供电，减少二氧化碳排放。
2.采用高效节能设备：使用高效节能设备来替代传统设备，如LED灯替代白炽灯、高效节能空调替代传统空调等，可以降低能耗和二氧化碳排放。
3.选择环保材料：在温室大棚建设过程中选择环保材料，如可再生材料、回收材料等，可以降低二氧化碳排放。
四、其他措施1.开展科学管理：通过科学管理来优化水稻种植结构和管理模式，并制定相应的技术规范和标准，从而提高稻田温室气体排放控制水平。
2.加强宣传教育：通过宣传教育来提高公众对于稻田温室气体排放的认识和重视程度，进而促进环保工作的开展。
3.加强监管执法：加强对于稻田温室气体排放的监管执法，严格控制违法行为，从源头上减少温室气体排放。
五、总结通过以上措施的综合实施，可以有效地减少稻田温室气体排放。
在今后的环保工作中，我们需要不断加强科学研究和技术创新，以更好地保护环境和人类健康。
生物质炭对稻田氮素淋失和氧化亚氮排放的影响
生物质炭对稻田氮素淋失和氧化亚氮排放的影响高俊莲;王永生;张爱平;朱东海;刘汝亮【期刊名称】《灌溉排水学报》【年(卷),期】2017(36)6【摘要】为降低农田面源污染和温室气体排放,通过田间试验研究了优化施氮情况下,添加不同剂量生物质炭(0、4.5、9、13.5 t/hm^2)对宁夏引黄灌区稻田土壤氮素淋失和土壤N_2O排放的影响。
结果表明,添加生物质炭显著降低了100 cm土层处的硝态氮和铵态氮淋失量,降低比例分别为18.23%~26.02%和28.86%~52.05%。
与C0处理相比,C1处理(4.5 t/hm^2)对土壤N_2O累计排放量影响不显著,但C2处理(9 t/hm^2)和C3处理(13.5 t/hm^2)土壤N_2O累计排放量显著降低了25.13%和28.88%。
添加生物质炭可增加水稻产量和吸氮量,降低土壤硝态氮和铵态氮量以及土壤体积质量,是引起土壤氮素淋失降低和土壤N_2O 排放减少的重要原因之一。
综合考虑生物质炭对土壤氮素淋失和土壤N_2O排放的影响以及生产成本,宁夏引黄灌区的生物质炭推荐添加量为9 t/hm^2。
【总页数】8页(P87-94)【关键词】生物质炭;宁夏;引黄灌区;稻田;氮淋失;氧化亚氮【作者】高俊莲;王永生;张爱平;朱东海;刘汝亮【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院;中国科学院地理科学与资源研究所;中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所;中国农业科学院农田灌溉研究所;宁夏农林科学院【正文语种】中文【中图分类】X511【相关文献】1.生物质炭对农田N2O排放及氮素淋失的影响研究进展 [J], 马浩;郭华2.施用椰壳生物炭对砖红壤氮素淋失和油麦菜吸收利用的影响 [J], 赵凤亮;邹雨坤;朱治强;李虹;李勤奋3.生物质炭输入影响土壤氮素转化与氧化亚氮排放的研究进展 [J], 屈田华;李永夫;张少博;郦琳琳;李永春;刘娟4.生物质炭输入影响土壤氮素转化与氧化亚氮排放的研究进展 [J], 屈田华;李永夫;张少博;郦琳琳;李永春;刘娟5.炭基肥和竹炭对土壤氮素淋失和微生物的影响 [J], 董达;王宇婕;姜培坤;吴家森因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第30卷第21期农业工程学报 V ol.30 No.21 234 2014年11月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2014生物质炭输入减少稻田痕量温室气体排放李松1,2，李海丽2，方晓波2，史惠祥1（1. 浙江大学环境与资源学院，杭州 310058；2. 浙江农林大学环境与资源学院，杭州 311300）摘要：为揭示不同水平生物质炭输入对稻田土壤理化性质、水稻产量及温室气体排放的影响，采用自制竹炭在4种不同施用水平下（0、10、20、40 t/hm2）输入稻田土壤，开展了水稻一个生长周期的田间试验。
结果表明，生物质炭输入可显著提高土壤pH值和有机碳含量（P<0.05），且有机碳含量增幅与生物质炭施用水平呈正比（相关系数为0.78，P<0.01）。
生物质炭施用可显著降低土壤容重（P<0.05），最大降幅为0.25 g/cm3，土壤容重随着生物质炭施用量的增加而降低。
不同处理水稻产量无显著性差异（P>0.05）。
CH4累积排放量与生物质炭施用量呈负相关性（相关系数为−0.24，P<0.01），投加生物质炭可显著降低稻田CH4排放通量和累积排放量（P<0.05），但过量施用生物质炭（超过20 t/hm2）并不能显著降低CH4累积排放量（P>0.05）。
相比对照处理（不输入生物质炭），生物质炭输入后一周内可显著性降低N2O排放通量（P<0.05），并在排水烤田时升高，最终稳定于9.80 mg/(m2·h)。
生物质炭输入可显著性降低N2O累积排放量（P<0.05），但不同水平生物质炭输入处理之间差异不显著（P>0.05）。
该试验条件下，生物质炭施用量为20 t/hm2时可实现稻田稳产和固碳减排目标，该研究可为太湖地区苕溪流域稻田增汇和温室气体减排提供参考。
关键词：生物质；甲烷；土壤；稻田土壤；生物质炭；竹炭；氧化亚氮；排放通量doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.21.028中图分类号：S216.2; X511 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-21-0234-07李 松，李海丽，方晓波，等. 生物质炭输入减少稻田痕量温室气体排放[J]. 农业工程学报，2014，30(21)：234－240.Li Song, Li Haili, Fang Xiaobo, et al. Biochar input to reduce trace greenhouse gas emission in paddy field[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(21): 234－240. (in Chinese with English abstract)0 引 言温室气体的过量排放，已成为全球气候变暖及其所带来的一系列环境问题的重要根源。
农业是温室气体的主要排放源之一，农业源温室气体排放占人类活动温室气体排放量的14%[1]，其中CH4和N2O浓度的增加主要来源于农业活动，分别占CH4和N2O排放总量的52%和84%[2]。
中国是世界上水稻种植面积最大的国家之一，农业源温室气体排放占全国温室气体排放总量的17%，其中CH4和N2O 分别占全国总量的50.15%和92.47%[3]。
稻田生态系统是全球CH4和N2O等温室气体的重要生物排放源，如何通过减少稻田土壤温室气体排放来减轻全球气候变暖日益成为国内外科学工作者们共同关注的问题。
近年来，通过生物质同化CO2而制成生物质炭收稿日期：2014-09-23 修订日期：2014-10-30基金项目：国家水专项子课题（2008ZX07101-006-02-05）；校人才启动项目（2010FR035）作者简介：李松，男，湖北荆门人，博士，副教授，硕士生导师，主要从事农村生态环境治理及土壤修复相关研究工作。
杭州浙江农林大学环境与资源学院，311300。
Email：lisong66@ （Biochar）并储存于土壤，被认为是一种潜在的温室气体减排增汇途径而备受国内外学者的广泛关注。
生物质炭是由生物质在完全或部分缺氧条件下经炭化产生的一类高度芳香化的难熔性有机物质，具有高度稳定性和较强的吸附性能，能够在农业温室气体减排中发挥重要作用，生物质炭化还田被认为是人类应对全球气候变暖的一种有效途径和技术方法[4]。
近年来，国内外已开展的生物质炭还田室内模拟及现场试验显示，生物质炭对土壤痕量温室气体CH4和N2O排放的影响与生物质炭输入量、原料类型、输入深度、气候条件、土壤类型、养分含量、耕作方式等因素息息相关[5-8]，不同的温室气体对生物质炭输入的响应也各不相同[9-11]。
Knoblauch等[12]室内研究表明，与原料相比，施加等碳量的原料制备的生物质炭可使CH4排放减少80%。
Liu等[13]通过培养试验发现，木炭和秸秆炭在质量分数为2.5%的施用水平下，CH4排放分别减少了51.1%和91.2%。
Rondon等[14]以20 g/kg（炭/土质量比）的施用水平分别向牧草地和大豆土壤输入生物质炭，N2O排放量分别降低了80%和50%，CH4排放受到抑制。
Spokas等[15]向土壤输入以锯末第21期李松等：生物质炭输入减少稻田痕量温室气体排放235为原料制备的生物质炭，发现N2O排放量显著减少，CH4排放量最高降低74%。
这说明对于生物质炭的合理施用量及其温室气体效应至今还缺乏共识，不同水平生物质炭施用对稻田土壤性质、水稻产量及CH4和N2O 排放影响还不是十分清楚。
特别是，随着生物质炭制备技术的进步和农业应用的推广，生物质炭控制温室气体排放机理及适宜施用量都有待明确，亟待开展相关研究。
本试验通过向太湖地区苕溪流域的青紫泥稻田土壤输入自制竹炭，开展为期1 a的田间试验研究，初步揭示不同水平生物质炭输入对稻田土壤理化性质、水稻产量及温室气体排放影响，以期为生物炭在减缓全球气候变化及在农业生产中的规模化应用提供理论基础与实践参考。
1 材料与方法1.1 试验材料试验在杭州市径山镇现代农业示范区（30°43′N，120°30′E）开展，该地位于杭嘉湖平原和京杭大运河南端，属亚热带季风性湿润气候，海拨2～3 m，平均气温15.3～16.2℃，年降雨量1 150～1 550 mm，年均蒸发量1 293.3 mm，无霜期244 d，年日照时数1 970 h。
试验土壤为太湖地区苕溪流域特有的湖沼相沉积物发育而成的青紫泥（mollic endoaquoll，Purple clay），其基本理化性质为：pH值5.86，有机质41.7 g/kg，全氮0.68 g/kg，有效磷39.6 mg/kg，速效钾27.3 mg/kg，阳离子交换量14.5 cmol/kg，容重1.53 g/cm3。
水稻品种为嘉兴农科院培育的晚稻秀水80（Oryza sativa L）；试验所用生物质炭为当地竹制品加工下角料等制备的竹炭（bamboo carbon），在550℃部分缺氧条件下通过自制炭化炉热解炭化2 h，去离子水冲洗去除竹炭表面残留物，干燥24 h （温度105℃）后破碎得到样品（粒径1～2 mm）。
其性能参数为：pH值9.47；阳离子交换量5.41 cmol/kg，碳、氮及灰分质量分数分别为：66.24%、0.62%和10.82%，比表面积620.4 m2/g，总孔容积0.104 cm3/g。
1.2 研究方法1.2.1 试验设计田间试验时间为2013年水稻的一个生长期（7月5日－10月25日）。
试验设4个处理，生物质炭施用量分别为0、10、20、40 t/hm2，对应为T0（对照处理）、T1、T2、T3处理，每个处理设3次重复，每个小区大小为5 m×4 m，随机排列。
水稻移栽前（2013年6月底）将生物质炭与基肥一起翻耕于土壤表层中部（15 cm左右），旋耕混匀。
整个水稻生长期施肥及田间水分管理根据当地农事，氮肥采用尿素（N，180 kg/hm2），磷肥采用过磷酸钙（P2O5 40 kg/hm2），钾肥采用氯化钾（K2O 150 kg/hm2）；田间水分管理方式为移栽后淹水，拔节后烤田，灌浆后湿润灌溉，水稻收割前一周进行排水搁田。
1.2.2 样品采集与分析使用土壤采样器（07.53.SC型，荷兰Eijkelkamp 公司）以“S”型随机采集多个表土（0～30 cm）混合样品，用塑料自封袋装好，带回试验室后经风干、磨碎、筛分后供分析测试。
土壤基本理化性质按照土壤农化分析方法[16]测定，其中，pH值采用土壤酸度计（土水比1∶2.5）测定；氧化还原电位（Eh）采用铂电极法测定；有机碳含量采用重铬酸钾氧化-分光光度法测定；容重通过环刀法测定；阳离子交换量采用乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）-铵盐快速法测定；有效磷采用碳酸氢钠比色法测定；土壤全氮含量采用凯氏定氮法测定；速效钾采用醋酸铵浸提-火焰分光光度法测定。
温室气体通过密封静态箱法采集样品。
箱体自制，尺寸为0.8 m×0.4 m×0.4 m，顶部可自由开关，框架采用不锈钢材料，四周及顶部材料为透明有机玻璃，采用硅胶垫密封，确保不漏气，底部四角直接插入土壤中，以土密封。
为减少太阳照射引起的箱内温度变化，箱体外贴一层锡箔纸。
箱体采用电路板自动控制，内设热敏电阻实时测定箱体内的温度，采用2个直径40 mm风扇混匀气体，电脑控制箱体开关及气体采样。
每个采样点采样5次，中间间隔10 min，每个样品采气量为50 mL，每个处理采用3个箱体同时平行采样，每10 d采样1次，时间固定为上午08：30－10：00，采样同时测定箱内温度及土壤pH值。
样品24 h内进行分析测定，采用岛津GC-12A气相色谱仪同时测定样品中CH4和N2O气体含量，氢火焰离子化检测器（flame ionization detector，FID）温度为200℃，分离柱温度为80℃，采用高纯N2作为载气。
温室气体排放通量按照公式（1）来计算：273(273)273(273)F m A tT V c A tT h c tρρ=Δ×Δ=+×××Δ×Δ=+×××ΔΔ（1）式中：F为温室气体的排放通量，mg/(m2·h)；ρ为在标准状况下气体密度，g/L；A为箱体底面积，m2；h为箱体的有效高度，m；V为箱内有效空间体积，m3；T为箱内气体温度，℃；Δm为Δt时间里箱内气体的质量变化量，mg；Δc为Δt时间里箱内气体的浓度变化量，mg/L。