不同育秧方式对水稻苗床N2O排放的影响

ＶＯ１．７　ＮＯ．３　
Ｍａｒ．２０１２　
中国科技论文　ＣＨＩＮＡ　ＳＣｌＥＮＣＥＰＡＰＥＲ　第７卷第３期　

２０１２年３月　

不同育秧方式对水稻苗床Ｎ２Ｏ排放的影响　
刘树伟，张令，高　洁，邹建文　
（南京农业大学，江苏省低碳农业与温室气体减排重点实验室，南京２１００９５）　

摘要：基于不同水分管理方式下的水稻育秧方式（分为持续淹水方式下的水育苗床和湿润灌溉水分管理方式下的旱　
育苗床），研究了不同水稻育秧方式对水稻苗床期Ｎ２Ｏ排放的影响。研究结果表明：综合不同氮肥施用类型，常规水育　
苗床系统生育期的Ｎ２０平均排放通量介于２８．６４￣３４．３５　ｉ￣ｇ／（ｍ２・ｈ）。与常规水育方式相比．旱育苗床不同施肥处理的生育　

期Ｎ２Ｏ排放总量增加了７２％￣１８６％。基于本研究中苗床系统的Ｎ２Ｏ排放强度，估算出２０世纪９０年代我国苗床系统的　
Ｎ２Ｏ排放总量介于１．４　１．９６　Ｇｇ／ａ，占稻田本田Ｎ２Ｏ排放总量的３％　％。相对于现在所广泛采用的旱育秧方式．常规　
采用持续淹水管理方式的水育苗床并增加有机氮肥的投入可以有效地减少水稻苗床期的Ｎ２０排放。　
关键词：Ｎ２０；水稻苗床；育秧方式；稻作生态系统；有机和无机氮肥施用　
中图分类号：Ｘ１３１．１　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５—２７８３（２０１２）０３—０２３６—５　

Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒａｉｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　
ｏｎ　Ｎ２０　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ｒｉｃｅ　ｎｕｒｓｅｒｉｅｓ　
Ｌｉｕ　Ｓｈｕｗｅｉ，Ｚｈａｎｇ　Ｌｉｎｇ，Ｇａｏ　Ｊｉｅ，Ｚｏｕ　Ｊｉａｎｗｅｎ　
（ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｏｗＣａｒｂｏｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＧＨＧｓＭｉｔｉｇａｔｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　
Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｎｙ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｅｍｐｌｏｙｅｄ　ｓｏｆａｒ　ｆｏｒ　ｆｏｒｆｉｅｌｄ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆＮ２０　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ａｆｔｅｒ　ｆｌｅｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ａｒｅ　
ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄｆｒｏｍｍ艏ｓｅｒｙｐａｔｃｈｅｓｉｎｔｏｐａｄｄｙｆｉｅｌｄｓ，ｗｈｉｌｅＮ２０ｆｌｕｘｅｓｆｒｏｍｔｈｅ　ｓｅｅｄ￣ｎｕｒｓｅｒｉｅｓ　ａｒｅｎｏｔｗｅｌｌｄｏｃｕｍｅｎｔｅｄｉｎ　
Ｃｈｉｎａ．Ｗｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　Ｎ２Ｏ　ｆｌｕｘｅｓ　ｉｎ　ｆｌｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｎｕｒｓｅｒｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒｉｎｇ　ｒｅｇｉｍｅｓ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｆｌｏｏｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｏｉｓｔ　
ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ　ｉｎ　ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｍ　Ｃｈｉｎａ　ｉｎ　２０１０．Ｆｌｕｘｅｓ　ｏｆＮ２Ｏ　ｆｒｏｍ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　ｆｌｏｏｄｅｄ　ｎｕｒｓｅｒｉｅｓ　ａｖｅｒａｇｅｄ　
２８．６４－３４．３５￣ｔｇ／（ｍｚ‘ｈ）ｆｏｆ廿１ｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｐｌｏｔｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｆｌｏｏｄｉｎｇ　ｒｅｇｉｍｅ，ｍｏｉｓｔ　
ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　Ｎ２Ｏ　ｂｙ　７２％一１８６％ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｐｌｏｔｓ．Ｔｈｅ　Ｎ２Ｏ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ｒｉｃｅ　
ｓｅｅｄｉｎｇ　ｎｕｒｓｅｒｉｅｓ　ａｍｏｕｎｔｅｄｔｏ　１．４６－１．９６　Ｇｇ／ａ　ｉｎｔｈｅ　１９９０ｓ．ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ　ｆｏｒ３％一６％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌ　ａｍｏｕｎｔｉｎ　ｒｉｃｅ　ｐａｄｄｉｅｓ　ｉｎ　
Ｃｈｉｎａ．Ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ，ｉｎｓｔｅａｄ　ｏｆｍｏｉｓｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｔｈａｔｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｌａｒｇｅｌｙ　ａｄｏｐｔｅｄ，ｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　
ｏｒｇａｎｉｃＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｉｎｐｕｔｓｗｏｕｌｄｂｅｎｅｆｉｔｆｏｒｍｉｔｉｇａｔｉｎｇＮ２０ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｎｒｉｅｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｎｕｒｓｅｒｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ．　
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｎｉｔｒｏｕｓ　ｏｘｉｄｅ；ｒｉｃｅ　ｎｕｒｓｅｒｙ　ｂｅｄ；ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒａｉｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；ｒｉｃｅ—ｂａｓｅｄ　ａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍ；ｏｒｇａｎｉｃ／ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　
Ｎ　ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　

氧化亚氮（Ｎ２０）是重要的温室气体之一，农业占大　
气Ｎ２０人为排放源的５８％左右【　１。我国是水稻生产大　
国，而稻作生态系统已被广泛认为是大气中Ｎ２Ｏ排放　

的重要来源之一　。　

收稿日期：２０１２—０２－０４　
基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２ｏ０８０３０７１０ｌ０）　
作者简介：刘树伟（１９８１一），男，博士研究生，主要研究方向：农田碳氮过程与温室气体减排　
通信联系人：邹建文，教授，主要研究方向：陆地生态系统碳氮循环与全球变化，ｊｗｚｏｕ２ｌ＠ｎｊａｎ．ｅｄｕ．ｃｒｔ　
第７卷第３期　
２０１２年３月　不同育秧方式对水稻苗床Ｎ：Ｏ排放的影响　２３７　

众多研究表明，稻田是Ｎ２０的重要农业排放源之　
一
，

而已有的相关研究主要集中于对水稻移栽后的稻田　

本田生长期的Ｎ２Ｏ的产生与排放规律、不同农业管理　
措施下的稻田系统，特别是稻田水肥管理对Ｎ２０排放　
的影响等　。　
水稻苗床期被认为是常规移栽稻生产整个生育期　

一
不可缺少的环节。而其对整个水稻生产周期的Ｎ２０　
排放贡献以及秧苗期的Ｎ２Ｏ排放强度和规律国内外尚　
未见报道。虽然水稻苗床期只是移栽稻生产的一个过渡　
阶段，持续时间相对较短，但由于苗期的精细水肥管理　
和相对较高的床土水热条件可能会造成Ｎ２０的脉冲释　
放，因此，苗床期的Ｎ２０排放量应该被纳入到水稻生　
产过程总的Ｎ２０排放估算中来。　
ＩＰＣＣ（２０００，２００６）［１７－１８］指南中建议以年或完整生　
长季为时间尺度来估算国家农田温室气体排放总量，因　
此，水稻苗床期温室气体排放通量的测定和排放总量的　
估算已成为国家温室气体排放清单编制中不可缺少的　
环节［　。　

本研究通过区分持续淹水和湿润灌溉方式下的两　
种典型的水稻苗床系统，并与不同的氮肥施用类型相结　
合，田间原位观测水稻苗床期Ｎ２Ｏ的排放通量，比较　
不同水分管理方式下水稻秧苗期Ｎ２Ｏ的排放强度，进　
而探讨特定水分管理方式下苗床期Ｎ２０的排放特征及　
动态。　

１材料与方法　
１．１试验设计　
田间试验于２０１０年在江苏省农科院野外试验农场　
进行，农场长期以水旱轮作（特别是稻麦轮作）的模式　
进行生产。土壤质地为粉黏壤，有机碳和全氮含量的背　
景值分别为１５＿３　ｇ／ｋｇ和１．５　ｇ／ｋｇ，ｐＨ为６．７（液土比　
２．５：１）。　
采用裂区处理设计方案，主处理为育秧方式（区分　
为常规的水育和旱育两水平）：水育秧方式下采用持续　
淹水的水分管理方式，整个苗床期保持床土基本处于淹　
水状态（１￣３　ｃｍ水层），旱育方式播种之前进行短期淹　
水，播种之后直至移栽统一进行湿润培管；副处理为氮　
肥施用，如表１所示，区分为基施常规尿素、牛厩肥、　
尿素和牛厩肥混合施用３水平。各处理均采用尿素做追　
肥。所有处理苗床期氮总输入量均为１２０　ｋｇ　Ｎ／ｈｍ２。过　

磷酸钙和氯化钾分别被作为磷肥和钾肥施用，施用量分　
别为１２０ｋｇ／ｈｍ２￣７　６０ｋｇ／ｈｍ￣。　
旱育秧采用稻田旱耕、旱整和旱播种，于２０１０年５　
月２０日播种，播种密度为４００　ｇ／ｍ　。水育秧采用旱耕　

水整的方式，播期及密度与旱育方式相同，水育苗床播　
后按相同规格进行薄膜覆盖、湿润培管，两类苗床分别　
按各自技术要求护理秧苗　。田间共计６个处理，每个　
处理重复３次，共计ｌ８个试验小区。各处理苗期的管　
理与当地大面积生产相同。　

表１水稻苗床期田间试验处理　
Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅ　ｒｉｃｅｎｕｒｓｅｒｙｄｕｒａｔｉｏｎ　

尿素１２０　ＩＦ　
旱育　湿润灌溉　牛厩肥１２０　ＯＦ　
尿素６０＋牛厩肥６０　ＣＦ　

１．２气样采集与分析　
采用密闭箱一气相色谱法测定Ｎ２Ｏ的排放通量。苗　
床播种之前，各采样点均预埋带有水槽的不锈钢底座，　
采样时将采样箱罩在该底座上并注水密封，采样箱内装　
有微型风扇以保持箱内气体均匀混合。苗床播种后每　
２￣３　ｄ采样１次，每次采样时间控制在上午８：００—１０：００，　
每个处理重复之间采用３个箱体平行采样。各采样点每　
次采样５次，每次间隔５　ｍｉｎ，样品量为６０　ｍＬ。样品　
Ｎ２Ｏ的混合比由气相色谱４Ｓ（（Ａｇｉｌｅｎｔ　４８９０Ａ）来测定，检　
测器为ＥＣＤ，检测温度为３００℃，柱温为５０℃。具体　
方法可参照文献【２１］。　
ｌ＿３秧苗陛状指标及土壤理化陛质测定　
所有秧苗性状指标的测定是在秧苗移栽时进行取　
样调查，按５点取样法，每个重复处理分别选取具代表　
性的１００株秧苗进行调查，各项测定均在同样条件下重　
复３次，结果为３次测定结果的算术平均值。土壤ｐＨ：　
ｐＨ计测定（江苏省农业科学院原子能研究所）；容重　
（ＢＤ）：采用环刀法测定；有机碳（ＳＯＣ）：采用重铬酸钾　
容量法＿夕ｈ加热法测定；全氮（　：采用半微量开氏法　
测定。　

２结果与讨论　
２．１秧苗性状和土壤理化性质　
不同的育苗方式和氮肥施用下水稻秧苗移栽时的　
植株性状和土壤理化性质具有显著差异，旱育秧方式显　
著提高了苗床土壤的ｐＨ，但是两种不同育秧方式下的　
土壤容重（ＢＤ）、有机碳（ｓ０ｃ）和全氮　Ｎ）含量之间并无