氣候變暖為水稻生長提供更多的光熱資(zī)源，有利于傳統單季稻蓄留再生稻，這不亮吃僅增加水稻總産量，還可(kě)能改變單季稻裡可田的CH₄和(hé)N₂O排放特征及排放強度。我國西南丘陵山區常年淹水跳資稻田CH₄減排潛力大，但通(tōng)過排水控排CH₄可(kě)能導緻水稻減産。覆膜栽培下(xià)連續10年的觀測結果表明：匠謝覆膜栽培較傳統栽培不僅改變稻田持續淹水的耕作舊習，還能避免季小年節性幹旱帶來減産風險，保證水稻高産穩産，同時顯著減少(shǎo)文風稻季灌溉用水和(hé)CH₄排放量60%以上；覆膜栽培提高稻季土(tǔ)表平均溫度約2-3畫動℃，有利于再生稻種植，蓄留再生稻能增加一季水稻産量，插秧、施肥時間的提前導緻熱亮CH₄和(hé)N₂O排放峰值也有所提前，由于再生稻多施用促芽肥和(作村hé)發苗肥且延長水稻觀測期，使得CH₄和(hé)N₂O排放總量顯著增加，但總體上對稻季CH₄和(hé)N₂O排放強度影響很小；就全年而言（圖1），覆膜栽培較傳統栽培顯關農著降低CH₄和(hé)N₂O總排放量與總排放強度約50%、增加經濟環境效益3684元/話議公頃/年，蓄留再生稻進一步減少(shǎo)總排放強度、增加産量和(hé)慢鐵經濟環境效益。可(kě)見，在我國西南丘陵山區施行覆膜栽睡笑培以及該栽培技術(shù)下(xià)蓄留再生稻，能有效降低秒物CH₄和(hé)N₂O排放總量并協同水稻豐産增效。

大氣CO₂濃度（[CO₂]）升高對全球氣候變暖具有重要貢獻。長期以來，FACE（Fr錯購ee-Air CO₂ Enrichment）研究認為：[CO₂]升高會進一步促進稻田CH₄和(hé)N₂O排放，從而加劇氣候變暖。但基于中(zhōng)國揚州江都FACE平台習說連續3年（稻季[CO₂]連續升高第13-15年）的田間觀測和(hé)室内模坐懂拟實驗數據發現，[CO₂]升高大幅降低CH₄和(hé)N₂O排放，其原因是：[CO₂]升高通(tōng)過促進水稻生長增強根系泌氧能力，提升土(tǔ)壤鄉冷氧化還原電位，使得甲烷氧化菌增長幅度遠(yuǎn)高于産甲烷菌紙業增加量，從而降低CH₄産生、增強CH₄氧化，并顯著減少(shǎo)土(tǔ)壤中(zhōng)铵氮含量窗是，這與早期研究報道恰好相反。進一步通(tōng)外靜過全球meta分析發現，[CO₂]升高對稻田CH₄和(hé)N₂O排放的促進效應随着升高年限的增加顯著下(xià)降，愛笑分别從升高年限<5年、5-10年以及>10年的增加5對紅.6-33%、27-28%，轉為減少(shǎo)18-43%友土。相應的，全球稻田CH₄和(hé)N₂O排放總量從增加35-136、60-123哥又百萬噸CO₂當量/年，變為減少(shǎo)22-92百萬噸CO₂當量/年。其原因可(kě)能是（圖2）：随着[CO₂]升高年限的增加，其對水稻生長的促進作用逐步減弱為道，水稻産量、地上和(hé)地下(xià)生物量增幅顯著下(就算xià)降，使得水稻可(kě)提供給産甲烷菌媽吧的底物增量減少(shǎo)，造成産甲烷菌豐度與甲烷氧化菌豐度的比值從的日顯著增加轉為顯著降低，于是導緻CH₄産生潛力與CH₄氧化潛力的比值從增加向減少(shǎo)轉變；其促南分進水稻對氮素吸收的同時，增強了硝化能力，從而大幅減少門著(shǎo)土(tǔ)壤中(zhōng)的铵氮含量兵木。這一研究發現為氣候變化條件下(xià)準确估算[CO₂]升高對稻田CH₄和(hé)N₂O排放的影響提供了新視角。

有機肥替代化肥是順利實現我國農業(yè)“刀個減肥減藥”目标的重要手段之一，但可(kě)能促進CH₄和(hé)N₂O排放，并帶來重金屬污染風險。通(tōng)過稻麥輪作系統理事有機肥（生活污泥堆肥和(hé)豬糞堆肥）部分（25%和(hé)50%）替事分代化肥研究發現：25%的有機替代較單施化肥對稻季CH₄和(hé)N₂O總排放量以及總排放強度無明顯影響，但具有最高的黑厭水稻産量并顯著降低稻米中(zhōng)Cd含量；有機替代較單施化肥顯著和信降低麥季N₂O排放量并增加小麥産量，且25%的生活污泥堆肥替代化肥顯著降低小麥籽粒白數中(zhōng)Ni和(hé)Cd含量；就全年而言（圖3），連續3年女說有機替代較單施化肥顯著增加土(tǔ)壤有機碳含量14-2兒土0%，降低淨排放總量115-166%，50%的生活污泥堆肥替可門代化肥的總産量最高、淨排放總量和(hé)籽粒中(腦業zhōng)Cd含量最低，且不會造成土(tǔ)壤和(hé)籽粒污染以及區但人體健康風險。鑒于有機肥本身還可(kě)能含技雨有大量Hg、As以及其他有機污染物和(hé)抗生素等，在稻田人月生态系統中(zhōng)長期施用有機肥可(kě)能存在污染和(科店hé)健康風險，仍需繼續加強相關(guān)研究。

水肥管理是影響稻田CH₄和(hé)N₂O排放的關(guān)鍵因子(zǐ)，亦是調控土(tǔ)壤有機碳氮含量的重資有要措施。我國雙季稻田連續6年的研究結果表明（圖4老體）：晚稻收割後稻田排水翻耕較抛荒（不排水村煙、不翻耕）顯著降低全年CH₄排放量和(hé)綜合溫室效應約28%；排水條件下(xià)稭稈翻耕可廠還田具有最高的土(tǔ)壤固碳和(hé)固氮速率、最低的淨綜合溫室效應黑歌，以及最高的水稻産量。我國稻麥輪作系統連續13年的研究發現個校（圖5）：稭稈和(hé)尿素耦合相對于不施稭稈和(hé)尿素對我有CH₄排放的促進效應随着施用年限的增加先增加後有所書農降低，具體表現為1-2年3.7倍、6-7年15.8倍、12-13年舊文7.6倍；對N₂O排放的促進效應随着年限的增加而持續增加3.0倍、5.匠慢2倍和(hé)17.3倍；對土(tǔ)壤有機碳固存速率月藍的促進效應随着年限的增加逐漸降低，分别為2.7、1得吃.6和(hé)0.4噸C/公頃/年；對土(t些話ǔ)壤有機氮固存速率的促進作用随着年限的增加在第7年達到最高長員值，為57千克N/公頃/年。該研究可(kě)為購大我國雙季稻田和(hé)稻麥輪作系統土(tǔ)壤有機碳氮的微工固存及其潛力評估提供參考和(hé)借鑒。如一

上述系列研究針對我國典型單季稻田和(hé)雙季件年稻田，提出簡便、易行、高效的固碳減排豐産增效技術(shù)亮人模式，為推進我國稻田“雙碳目标”的順利實施提供技術(shù)手段和(hé)科學多他依據。相關(guān)成果得到國家重點研發項目頻章、國家自然科學基金項目、國家自然科學基金國際合作與友會交流項目、農業(yè)部公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專睡市項以及中(zhōng)科院青年創新促進會資(z花微ī)助，覆膜栽培方面工作與四川省農科院土(tǔ)肥所合作飛商完成。

2020年以來相關(guān)成果已發表在《Journal腦舊 of Cleaner Production》、《Sc志報ience of the Total Environ文山ment》、《Agriculture, Ecos區醫ystems and Environment》、《Field Crop水妹s Research》、《European J市山ournal of Agronomy》、《Journ開子al of Environmental Management》、《中(zhō匠線ng)國科學：地球科學》等期刊上。

圖1、覆膜及覆膜栽培下(xià)種植再生稻對CH₄和(hé)N₂O排放、水稻産量、排放強度及經濟環境效益的影地友響

圖2、[CO₂]升高年限對稻田CH₄和(hé)N₂O排放影響的機理機制解析概念圖

圖3、有機肥部分替代化肥對CH₄和(hé)N₂O排放、作物産量及土(tǔ)壤和(hé)籽粒中(zhōng)重金們放屬含量的影響

圖4、冬季排水結合稭稈翻耕還田對雙季稻田土(tǔ)壤有機碳氮的又輛影響

圖5、稭稈和(hé)氮肥耦合施用年限對稻麥輪作系統土(tǔ)壤門農有機碳氮的影響