长期秸秆还田对稻虾共作系统稻季甲烷排放的影响

稻田甲烷排放是农业甲烷排放的主要来源。稻虾共作是稻田生态种养应用面积最大的一种模式,秸秆还田是稻虾共作模式一种重要农事操作。为研究长期稻虾共作和秸秆还田对稻虾共作系统稻季甲烷排放影响及其机理,本试验于2015年设稻虾共作秸秆还田(RC-S)、稻虾共作秸秆不还田(RC-NS)、水稻单作秸秆还田(RM-S)、水稻单作秸秆不还田(RM-NS)共4种处理,对7年后稻田稻季甲烷排放、土壤碳库指标及功能微生物(mcrA和pmoA)进行测定与分析。研究结果表明:稻虾共作模式显著降低甲烷排放,比水稻单作稻季甲烷累计排放降低1.42%~26.44%;而秸秆还田稻季甲烷排放显著增加15.18%~54.36%。4个处理甲烷累计排放量依次为RM-S>RC-S>RM-NS>RC-NS。通径分析结果显示:总有机碳(TOC)、微生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)、产甲烷菌(mcrA)对甲烷排放的直接作用是促进的,而易氧化有机碳(ROC)、甲烷氧化菌(pmoA)对甲烷排放的直接作用是抑制的。研究结果表明,稻虾共作甲烷减排机理在于土壤ROC含量增加和产甲烷菌功能基因mcrA丰度的下降,秸秆还田甲烷排放增加主要是因为土壤ROC含量的降低以及土壤DOC含量和产甲烷菌mcrA基因丰度的增加。可见,稻虾共作缓解了秸秆还田所引起的甲烷增排效应。