肖亚楠，杨士红,2，刘晓静，徐俊增,2

(1河海大学水利水电学院，南京 2100981；2河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京 210098)

0 引 言

由温室气体导致的气候变暖已经成为全球关注的焦点问题。作为大气中重要的温室气体之一，CH4对温室效应的贡献仅次于CO2，且其全球增温潜势是CO2的28倍[1]。大量研究表明大气中的甲烷有近50%来自于农业活动[2]。稻田是大气CH4的重要排放源[3-7]。中国作为水稻种植大国，水稻种植面积约占世界水稻种植总面积的20%，水稻产量则约占世界水稻总产量的31%[7]。因此，准确评价中国稻田甲烷排放，并提出有效的减排措施具有重要意义。

生物炭是生物有机质材料(作物秸秆、农林废弃物、生活垃圾、养殖业废弃物等有机资源) 在缺氧或无氧条件下经高温裂解(一般<700 ℃)而产生的一种性质稳定、富含碳素(C%≥60%)、具有不同程度芳香化的固态物质[8-11]。由于其具有固碳、吸附、持水、减小土壤容重、改善酸性土壤、提高作物产量等多种特性而越来越受到人们的关注[12-15]。目前，关于生物炭对稻田CH4排放影响的研究已有很多[13, 14, 16-18]，且大部分研究表明，生物炭施用对淹水灌溉稻田CH4有减排作用。在农业水资源日益紧缺的形势下，各种水稻节水灌溉技术已经得到了大面积的推广应用，且节水灌溉能够显著降低稻田CH4排放[4, 19-23]。节水灌溉的水分管理模式改变了稻田土壤环境效应，这势必会影响生物炭施用对稻田CH4的减排效应。因此，生物炭施用对节水灌溉稻田甲烷排放的影响有待深入研究。本文基于田间试验，研究了不同生物炭施用量条件下节水灌溉稻田CH4排放通量及排放量变化规律，分析了生物炭施用对节水灌溉水稻产量及灌溉水分生产率的影响。旨在更加全面评价节水灌溉稻田的环境效应，同时为实现稻田水土资源的可持续利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验条件

试验地位于河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室昆山试验研究基地(34°63′ 21″ N ，121°05′22″ E)。试区属亚热带南部季风气候区，年平均气温15.5 ℃，年降雨量1 097.1 mm，年蒸发量1 365.9 mm，日照时数2 085.9 h，平均无霜期234 d。当地习惯稻麦轮作，土壤为潴育型黄泥土，耕层土壤质地为重壤土，0～18 cm土层土壤有机质21.71 g/kg，全氮1.79 g/kg，全磷1.4 g/kg，全钾20.86 g/kg，pH值7.4，0～30 cm土壤容重1.32 g/cm3。

1.2 试验方法

试验在无水层控制灌溉(C)条件下设置3个小麦秸秆生物炭施用水平，分别为对照0 t/hm2(A)、中等生物炭施用量20 t/hm2(B)和高生物炭施用量40 t/hm2(C)，共3个处理，每个处理设置3个重复。试验在蒸渗仪中进行，每个蒸渗仪面积为5 m2(2.5 m×2 m)。控制灌溉处理在返青期田面保留10～30 mm薄水层，以后的各个生育期灌溉后稻田不建立水层，以根层土壤水分占饱和含水率60%～80%的组合为灌水控制指标[24]。……