秸秆还田和添加生物炭对热带地区稻菜轮作体系中淹水后土壤温室气体排放的影响

热区稻菜轮作系统瓜菜季施肥后大量硝态氮积累，导致后续的水稻季淹水后硝态氮的淋失以及大量N₂O排放，使氮素损失以及温室效应加剧.如何提高硝态氮利用率，减少N₂O排放成为了亟待解决的问题.试验共设置6个处理：添加200 mg·kg^-1 （以N计，下同）KNO₃（CK）；添加200 mg·kg^-1 KNO₃+2%生物炭（B）；添加200 mg·kg^-1 KNO₃和1%花生秸秆（P）；添加200 mg·kg^-1 KNO₃+2%生物炭+1%花生秸秆（P+B）；添加200 mg·kg^-1 KNO₃+1%水稻秸秆（R）；添加200 mg·kg^-1 KNO₃+2%生物炭+1%水稻秸秆（R+B），进行114 d的25℃恒温淹水培养，来探究有机物料添加对土壤淹水后温室气体排放和氮素利用的影响.结果表明，与CK相比，添加秸秆或秸秆和生物炭配施显著增加了土壤pH（P<0.05）；B和P处理分别显著增加了41.6%和28.5%的N₂O累计排放（P<0.05），P+B、R和R+B处理分别显著降低了14.1%、24.7%和36.7%的N₂O累计排放（P<0.05）；添加秸秆增加了净温室气体增温潜势（NGWP），增施椰壳生物炭能够显著减缓秸秆对NGWP的影响（P<0.05），秸秆和生物炭配合施用降低了NGWP，其中P+B显著降低NGWP（P<0.05），R+B不显著；添加秸秆或生物炭显著增加了土壤微生物量碳（MBC）（P<0.05），P+B最高，为502.26 mg·kg^-1；秸秆和生物炭配施增加了土壤微生物量氮（MBN），P+B最高.N₂O排放通量与pH呈极显著负相关（P<0.01），与NH₄⁺-N和NO₃^--N呈极显著正相关（P<0.01）；N₂O累计排放量与MBN呈极显著负相关（P<0.01）；NO₃^--N与MBN呈显著负相关（P<0.05），说明硝态氮的减少可能被微生物固持，微生物对硝态氮固持的增加也减少了N₂O排放.综上所述，花生秸秆和椰壳生物炭配合施用能够显著抑制N₂O排放，增加土壤MBC和MBN，是一种海南瓜菜季后充分利用氮肥，减少氮素损失，减缓N₂O排放的一种合理措施.

Effects of Straw Returning and Biochar Addition on Greenhouse Gas Emissions from High Nitrate Nitrogen Soil After Flooding in Rice-vegetable Rotation System in Tropical China