大气CO_(2)摩尔分数升高对高、低应答水稻稻田N_(2)O排放的影响

依托稻田大气CO_(2)摩尔分数(x[CO_(2)])升高平台FACE(free-air CO_(2) enrichment),采用静态透明箱-气相色谱法研究x[CO_(2)]升高(正常x[CO_(2)]+200μmol·mol-1)对高、低应答水稻(产量对x[CO_(2)]升高的响应分别为>30%和10%~15%)稻田N_(2)O排放的影响.本试验设置4个处理:A-W(正常x[CO_(2)]+低应答水稻)、F-W(x[CO_(2)]升高+低应答水稻)、A-S(正常x[CO_(2)]+高应答水稻)和F-S(x[CO_(2)]升高+高应答水稻).结果表明,对比正常x[CO_(2)]处理(A-S和A-W),x[CO_(2)]升高条件下高、低应答水稻(F-S和F-W)稻田N_(2)O排放分别降低52.54%(P<0.05)和38.40%(P<0.05),水稻产量分别增加22.96%(P<0.05)和12.11%(P>0.05),稻田N_(2)O排放强度分别降低61.68%(P<0.05)和45.13%(P<0.05).另外,高、低应答水稻稻田N_(2)O排放与稻田土壤NH^(+)_(4)-N含量呈显著相关关系,而与NO^(-)_(2)-N含量无显著相关.x[CO_(2)]升高条件下,土壤温度是影响高应答水稻稻田N_(2)O排放的重要因素.综合考虑,未来x[CO_(2)]升高条件下,高应答水稻品种的“增产减排”效果最佳.

水稻产量、稻田CH_(4)和N_(2)O排放对长期大气CO_(2)浓度升高的响应

大气CO_(2)浓度升高([CO_(2)]e)是全球气候变化的主要驱动力,可直接或间接影响稻田生态系统碳氮循环.深入探究长期(大于10 a)[CO_(2)]e对水稻产量和稻田温室气体排放的影响,对保障粮食安全和评估未来气候变化意义重大.本研究以高、低应答水稻品种为供试材料,利用连续运行14 a的[CO_(2)]升高(free-air CO_(2)enrichment,FACE)平台,共设置2个[CO_(2)]处理:对照(正常[CO_(2)],[CO_(2)]a)和在[CO_(2)]a基础上升高200μmol·mol-1([CO_(2)]e).采用静态透明箱-气相色谱法测定稻田CH_(4)和N_(2)O排放量,并测定水稻产量.结果表明,对比[CO_(2)]a,长期[CO_(2)]e分别增加高、低应答水稻品种产量29%~31%(P<0.05)和12%~14%(P>0.05);分别减少高、低应答水稻品种稻田CH_(4)排放21%~59%和11%~54%;同时,分别显著减少高、低应答水稻品种稻田N_(2)O排放70%(P<0.05)和40%(P<0.05).水稻产量、稻田CH_(4)排放对长、短期[CO_(2)]e的响应具有明显差异,随着[CO_(2)]e年限的增加,水稻产量和稻田CH_(4)排放的增幅显著下降,而稻田N_(2)O排放无明显变化.综合考虑,长期[CO_(2)]e条件下,高应答水稻品种为优先考虑种植的"增产减排"水稻品种.