水肥管理对稻田土壤甲烷和氧化亚氮排放的影响

就稻田水肥管理以甲烷和氧化亚氮排放的影响研究进行了综述，文章分析表明，甲烷和氧化亚氮的排放条件存在明显的反位关系，即有利于甲烷排放的水分条件往往不利于氧化亚氮的排放，稻田温室气体的排放与水分管理的历史有明显的关系，不同的肥料施用对甲烷和氧化亚氮排放影响的机制不同。因此，要真正有效地控制温室气体的排放必须首先弄清甲烷和氧化亚氮在不同条件下的排放关系。     

水肥管理对鄱阳湖流域稻田温室气体排放的影响

为探明水肥管理模式对稻田温室气体（CH4,CO2和N2O）的影响规律,以鄱阳湖流域赣抚平原灌区稻田为研究对象,考虑间歇灌溉（W1）和淹灌（W0）2种灌溉模式,不施氮（N0）、减量施氮（N1,135 kg/hm2）和常规施氮（N2,180 kg/hm2）3种施氮水平,采用静态箱-气相色谱法测定气体排放量,结合产量计算温室气体排放强度。结果表明：稻田CH4和CO2排放通量全天内表现为单峰模式,CH4日排放峰值在14:00-15:00,CO2排放峰值提前约1～2 h,而N2O排放通量全天内则表现为上午、傍晚和深夜的三峰模式。08:00-11:00内3种气体校正系数和综合值均比较接近1,是进行田间观测的最佳时段。稻田CH4排放通量在生育前期迅速增长达到峰值,中后期相对平缓并伴有1～2个小峰值。间歇灌溉CH4排放通量较少。不同水肥处理下CO2排放的峰值出现次数一致,主要在分蘖前期、乳熟期和黄熟期。2种灌溉模式的CO2排放规律一致,但间歇灌溉下CO2排放量更多。稻田N2O的排放整体水平呈现较低状态,各处理的N2O排放峰值出现在抽穗开花期末。稻田温室气体排放引起的增温潜势受灌溉模式的影响极显著。与W0相比,W1在N0、N1、N2水平下分别降低增温潜势 36.1%、33.9%和23.2%（P<0.05）。地温和气温是重要的环境影响因子,CH4和CO2对地温的敏感性高于气温,9月典型日的温度敏感系数更高。W1N1处理的温室气体排放强度最低,从减排增产角度为鄱阳湖流域推荐的稻田水肥管理模式。     

基于冬种不同作物的水旱轮作模式对水稻产量及稻田CH_4、N_2O排放的影响

为探究冬种不同作物、水旱轮作措施对稻田丰产及温室气体减排的影响,本研究设置5种种植模式,即紫云英-早稻-晚稻(CRR)、紫云英-早稻-甘薯‖晚大豆(CRI)、油菜-早稻-晚稻(RRR)、油菜-早稻-甘薯‖晚大豆(RRI)、马铃薯-早稻-晚稻(PRR),采用静态暗箱-气相色谱法测定稻田CH_4、N_2O的全年排放通量,研究基于冬季不同作物的不同水旱轮作模式对水稻产量、全球增温潜势(GWP)及温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,冬种不同作物均能提高早稻的产量,但对晚稻产量基本无影响,其中紫云英对早稻产量增效最好,CRI处理分别较其他处理高1.73%、12.08%、7.48%、10.95%;水旱轮作处理较双季稻处理可以获得更高的产量,RRI处理晚稻产量较其他4个处理分别高22.54%、5.37%、29.83%、27.24%。冬种不同作物对CH_4、N_2O排放无显著影响(P>0.05),水旱轮作显著增加了N_2O排放,显著降低了CH_4排放(P<0.05)。5种种植模式中,RRI处理的GWP最低,且显著低于CRR、RRR、PRR处理(P<0.05),分别低25.54%、29.76%、20.78%。RRI处理的GHGI最低,较其他处理分别显著低32.51%、18.18%、30.77%、20.59%(P<0.05)。综上,RRI处理在增加作物产量、减少稻田温室气体排放方面表现最好。本研究结果为长江中游双季稻区稻田丰产及温室气体减排提供了理论依据。     

秸秆还田对免耕稻田温室气体排放及土壤有机碳固定的影响

秸秆还田影响免耕稻田土壤固碳潜力,相应地改变了温室气体的排放,从而影响秸秆还田后稻田土壤固碳减排对减缓全球变暖的贡献。通过研究不同油菜秸秆还田量（0、3000、4000kg·hm-2和6000kg·hm-2）对免耕稻田温室气体（CO2、CH4和N2O）排放和土壤碳固定的影响,评估秸秆还田后温室气体增排的综合增温潜势对稻田固碳减缓全球变暖的贡献的抵消作用。结果表明,秸秆还田显著提高CO2和N2O排放,降低CH4排放,显著提高土壤有机碳含量,有效地提高土壤碳固定,从而有效地提高稻田土壤碳固定对温室气体增排的温室效应抵消作用。随着秸秆还田量的增加,稻田土壤固碳减缓全球变暖的贡献相应增加,因此必须考虑免耕稻田秸秆还田量的问题,以有效发挥免耕稻田秸秆还田的固碳潜力和降低温室气体的排放。     

增温与干旱双重变化对若尔盖泥炭CH4排放的影响

若尔盖泥炭地经历了长期人为排水,未来又面临着强烈的变暖干旱,会对泥炭地CH₄排放产生复杂影响。在若尔盖选取了近自然和长期人为排水两种泥炭地类型,采集1 m深泥炭柱,采用室内环境控制试验,设定不同的氧气、水分和温度条件,探索这两种典型泥炭地的泥炭CH₄排放对增温与干旱双重变化的响应差异。结果表明:(1)由于水位降低和泥炭有机物质量下降,长期排水泥炭地的中下层泥炭(20—80 cm)CH₄累积排放量显著低于近自然泥炭地。(2)两种泥炭地的表层和深层泥炭CH₄排放都对升温不敏感,而中下层泥炭的CH₄累积排放量从5℃到15℃显著增加。(3)模拟增温10℃同时干旱水位降低20 cm条件下,中层泥炭受到了温度、水分和氧气变化的叠加影响,CH₄排放变化最剧烈。(4)最终整个1 m深泥炭近自然泥炭地高温低水位的CH₄总排放量为(204.29±15.13)μg/gC,比其低温高水位显著升高66.43 μg/gC(约48%); 排水泥炭地高温低水位的CH₄总排放量为(75.64±9.41)μg/gC,比其低温高水位升高11.95 μg/gC(约19%)。综上,升温干旱气候会对若尔盖泥炭地的有机碳稳定性造成破坏性影响,会集中导致中层泥炭CH₄排放的剧烈变化,可能最终使本区域CH₄排放量显著提高。     

水分管理对水稻生长期CH4排放的影响

通过温室盆栽试验研究相同施肥条件下,不同水分管理(持续淹水,分蘖肥后提前烤田、正常烤田和推迟烤田)对水稻生长期CH4排放的影响。结果表明,对烤田处理而言,CH4的排放峰值出现在烤田期间,在此期间CH4排放量占季节排放量的38.75%～52.21%。烤田初期出现排放高峰,然后急剧下降,烤田结束前接近于零;水稻生长后期干湿交替阶段只有少量CH4排放。提前烤田、正常烤田和推迟烤田3个处理水稻生长期CH4平均排放通量依次为0.86、0.96、1.45mg/(m2·h),烤田开始越晚,CH4排放越多。土壤Eh是影响不同烤田处理水稻生长期CH4排放的主要因素。持续淹水处理水稻移栽30天后的CH4排放通量与土壤温度呈显著性相关(r=0.682**,p<0.01)。持续淹水处理CH4排放通量是烤田处理的12～20倍。     

太湖地区不同集约化栽培模式下稻田CH4排放

采用静态暗箱—气相色谱法对太湖地区水稻生态系统甲烷(CH4)排放进行田间原位观测,共设置无氮(NN)、常规(FP)、增产增效(YE)(增产10%～15%,氮肥利用率(NUE)提高20%～30%)、再增产(HY)(增产30%～40%)、再增效(HE)(NUE提高30%～50%)和保产增效(IE)(产量不变,NUE提高20%～30%)六种不同的栽培模式。结果表明,稻田CH4排放具有明显的季节变化,在水稻生长期间先升高后降低,从水稻移栽至抽穗期CH4排放通量占全生育期的93%～98%。不同栽培模式间CH4累积排放量差异显著(p<0.05),HY处理高达258.8 kg hm-2,显著高于未施有机肥各处理;单位稻谷产量CH4排放量差异不显著,平均为CO2 0.60 kg kg-1,提高稻谷产量的模式不会显著影响CH4排放;其中YE处理单位稻谷产量CH4排放量最低,为CO2 0.49 kg kg-1,可以同时实现增产、增效和减排,值得推广。     

稻田土壤理化特性对CH4排放的影响

通过对8个稻田土壤的培养实验，研究了土壤特性在水分和小麦秸杆两因子两水平处理下对甲烷排放的影响，相关分析结果表明，各处理下的甲烷排放量均与土壤砂料含量成正比（P＜0．01）。逐步回归分析表明，在淹水条件下，无论施加小麦秸杆与否，甲烷排放量均可通过土壤砂粒含量和C／N比比的线性组合得以定量表述，其决定系数（R^2)分别为0．991***和0．985^***；在湿润条件下，对照土壤的甲烷排放量亦可通过这两个因子的线性组合得以定量表述（R^2=0.898^**），而施加小麦秸杆的甲烷排放量仅与砂粒含量线性相关（R^2＝0．776^**）。     

长期不同施肥下太湖地区稻田净温室效应和温室气体排放强度的变化

利用田间观测和模型预测方法对太湖地区一个长期不同施肥处理的稻田生态系统进行了稻季温室气体排放观测和净温室气体排放强度分析。结果表明,不同施肥管理下,稻田土壤有机碳含量不同程度提高,有机无机肥料配施较单施化肥处理显著提高有机碳库储量,并且秸秆处理略高于猪粪处理。与不施肥处理相比,长期施用肥料显著提高了稻田生态系统CH4和CO2的排放量,有机肥料与化肥配施较单纯施用化学肥料下土壤碳（CO2和CH4）排放增加,但化肥配施秸秆与化肥配施猪粪下稻田生态系统CH4和CO2的排放没有显著差异。不同施肥处理下,稻田生态系统净温室效应表现为CFM≈CFS〉CF〉NF,但水稻生产的净温室气体排放强度并没有显著性差异。因此,在提高水稻产量的同时,有机无机配合施肥并没有提高净温室气体的排放强度。     

夏季猪场污水贮存过程中CO2、CH4排放试验

猪场粪污是重要的温室气体排放源,针对中国缺乏猪场污水贮存过程中温室气体排放参数的问题,该文选择温度较高的夏季,利用动态箱法于2007年6月对猪场的三格式化粪池进行了CO<2、CH₄气体排放测试。测试结果表明：当大气平均温度为28.4℃时,86%的温室气体排放源于一级和二级化粪池,一级、二级和三级化粪池的温室气体排放通量分别为407.5、383.0、127.7 g/(m2?h)二氧化碳当量;CH₄是本污水贮存单元中产生的主要的温室气体,一、二、三级化粪池排放的温室气体总量中,CH₄排放的贡献率分别为95%、96%、95%,控制一、二级化粪池甲烷排放将大幅度减少猪场污水温室气体排放     

Suppressing methane emission and global warming potential from rice fields through intermittent drainage and green biomass amendment

Winter cover crops are recommended to improve soil quality and carbon sequestration, although their use as green manure can significantly increase methane (CH₄) emission from paddy soils. Soil management practices can be used to reduce CH₄ emission from paddy soils, but intermittent drainage is regarded as a key practice to reduce CH₄ emission and global warming potential (GWP). However, significantly greater emissions of carbon dioxide (CO₂) and nitrous oxide (N₂O) are expected when large amounts of cover crop biomass are incorporated into soils. In this study, we investigated the effects of midseason drainage on CH₄ emission and GWP following incorporation of 0, 3, 6 and 12 Mg/ha of cover crop biomass. Methane, CO₂ and N₂O emission rates significantly (P < 0.05) increased with higher rates of cover crop biomass incorporation under both irrigation conditions. However, intermittent drainage effectively reduced seasonal CH₄ fluxes by ca. 42–46% and GWP by 17–31% compared to continuous flooding. Moreover, there were no significant differences in rice yield between the two water management practices with similar biomass incorporation rates. In conclusion, intermittent drainage and incorporation of 3 Mg/ha of green biomass could be a good management option to reduce GWP.     

Effect of fertilizer application on methane emission/production in the paddy soils of Taiwan

Methane production in three types of rice paddy soil was investigated under greenhouse conditions. The amount of methane produced during the first crop season (March to July) was 2–6 times higher than that in the second crop season (August to December). Application of organic fertilizer hastened the drop in redox potential and increased methane production and emission. Methane production also increased with the depth of soil with high values in soil samples from 18 to 30cm depth. Methane production in the first crop season was 18.0, 54.3 and 49.4mgcm^–3 for 6tha^–1 straw application for Linkou, Tzawchyau and Jiaushi soils, respectively. The value was 33.4mgcm^–3 for the second crop season in Jiaushi soil. Methane emission was high during the flowering and maturity stages in the first crop season and the values were high during the tillering and flowering stages in the second crop season. Methane emission was high in Tzawchyau and Jiaushi soils in the first crop season. Methane emission rate reached a maximum from 12 noon to 3p.m. due to high temperature and a minimum at 3 to 6a.m. in both planted and unplanted soils. Received: 17 September 1996     

浮萍对福州平原稻田CH4和N2O排放的影响分析

浮萍是稻田中常见的漂浮在水面的水生植物,具有固氮作用,但是,浮萍对稻田温室气体排放的影响尚不明确.以位于湿润亚热带的福州平原稻田为研究对象,探讨浮萍对该区域稻田CH4和N2O排放的影响,为科学评价、准确编制我国水稻田温室气体排放清单提供基础数据.研究结果表明,观测期内,有萍小区和无萍小区CH4排放范围分别为0.19～26.50 mg·m-2·h-1和1.02～28.02 mg·m-2·h-1,平均值分别为9.28 mg·m-2·h-1和11.66 mg·m-2·h-1,有萍小区CH4排放低于无萍小区(P＜0.01),有萍小区CH4排放高峰比无萍小区约提前1周,高峰期后排放迅速降低;有萍小区和无萍小区N2O排放范围分别为-50.11～201.82 μg·m-2·h-1和-28.93～54.42μg·m-2·h-1,平均值分别为40.29 μg·m-2·h-1和11.93 μg·m-2·h-1,有萍小区N2O排放高于无萍小区(P＜0.05).稻田排干后,N2O排放迅速上升,2个小区N2O排放呈现出相似的规律.有萍小区和无萍小区的CH4与N2O排放的影响因子有所不同.综合考虑CH4和N2O两种温室气体,CH4仍是稻田温室效应产生的主要贡献者,浮萍可降低位于沿海区域的福州平原稻田综合温室效应的17.3％.     

基于DNDC模型模拟江汉平原稻田不同种植模式条件下温室气体排放

稻田被认为是温室气体CH_4和N_2O的主要排放源之一。湖北省江汉平原地区水稻常年种植面积约8×105 hm2,占湖北省水稻种植面积的40%左右。研究江汉平原地区稻田温室气体排放特征,对于评估区域稻田温室气体排放以及稻田温室气体减排具有重要意义。目前,DNDC模型已被广泛应用于模拟和估算田间尺度的温室气体排放,DNDC模型与地理信息系统(Arc GIS)结合,可进行区域尺度的温室气体排放模拟与估算。本研究以湖北省典型稻作区江汉平原为研究区域,运用DNDC模型模拟和估算江汉平原稻田区域尺度的温室气体排放。设置大田定点观测试验,监测中稻-小麦(RW)、中稻-油菜(RR)、中稻-冬闲(RF)3种种植模式下稻田温室气体CH_4和N_2O的周年排放特征。通过田间观测值与DNDC模拟值的比较进行模型验证,并利用获取DNDC模型所需的气象、土壤、作物及田间管理等区域数据,模拟江汉平原稻田不同种植模式下温室气体CH_4和N_2O的排放量。田间试验表明,江汉平原稻田RW、RR和RF模型的CH_4排放通量为-2.80~39.78 mg·m-2·h-1、-1.74~42.51 mg·m-2·h-1和-1.57~55.64 mg·m-2·h-1,N_2O周年排放通量范围分别为0~1.90 mg·m-2·h-1、0~1.76mg·m-2·h-1和0~1.49 mg·m-2·h-1;CH_4排放量RW和RR模式显著高于RF模式,N_2O排放量为RF显著低于RW和RR模式。模型验证结果表明,不同种植模式温室气体排放实测值与模拟值比较的决定系数(R2)为0.85~0.98,相对误差绝对值(RAE)为8.29%~16.42%。根据DNDC模型模拟和估算的结果,江汉平原区域稻田CH_4周年的排放量为0.292 9 Tg C,N_2O周年的排放量为0.009 2 Tg N,不同种植模式稻田CH_4排放量表现为RWRRRF,N_2O排放量表现为RWRFRR,增温潜势(GWP)表现为RWRRRF。不同地区稻田CH_4排放量表现为监利县荆门市公安县天门市仙桃市洪湖市松滋市汉川市潜江市石首市荆州市江陵县赤壁市嘉鱼县,N_2O排放量表现为监利县荆门市公安县洪湖市仙桃市天门市汉川市潜江市松滋市荆州市江陵县赤壁市石首市嘉鱼县。本研究结果表明DNDC模型能较好地应用于模拟江汉平原稻田温室气体排放,RR和RF模式相比RW模式可有效减少温室气体CH_4和N_2O的排放。     

水氮互作对稻田温室气体排放的影响

水肥管理对农田土壤肥力质量和环境质量有重要影响。依托安徽科技学院长期定位试验小区,通过设置两种灌溉模式（控制灌溉C1和常规灌溉C2）以及三个施氮水平(低氮N1、中氮N2和高氮N3),研究水氮互作对稻田温室气体CH4、N2O和CO2排放及土壤理化性质的影响。结果表明,与常规灌溉相比,控制灌溉可显著降低稻田中的CH4和N2O的累计排放量,降幅分别为43.12%和23.53%;常规灌溉条件下,低、中、高施氮处理的土壤铵态氮含量分别为35.26、38.90和35.20 mg?kg-1,而控制灌溉分别为33.08、34.30和42.40 mg?kg-1;控制灌溉条件下,CO2排放量高于常规灌溉,且随施氮水平的提高而增加。根据总体温室效应分析,控制灌溉下稻田的全球增温潜势（global warming potential,GWP）为0.55 t?hm-2（以CO2当量计）,远低于常规灌溉下稻田0.82 t?hm-2,且中氮处理下稻田的GWP远低于低氮和高氮处理。水氮耦合是稻田N2O排放的主要影响因素,且在中、高氮施肥条件下,稻田N2O排放对于温室效应的贡献大于CH4。因此,采用控制灌溉结合氮肥减量施用,可有效减少农田温室气体CH4和N2O的排放,维持较高的土壤铵态氮水平,这对提高土壤肥力质量和发展可持续农业具有重要意义。     

华北平原高产农区冬小麦农田土壤温室气体排放及其综合温室效应

研究不同农业管理措施下小麦农田N2O、CO2、CH4等温室气体的综合增温潜势,有助于科学评价农业管理措施在减少温室气体排放和减缓全球变暖方面的作用,为制定温室气体减排措施提供依据。本研究采用静态明箱气相色谱法对华北平原高产农区4种农业管理措施下冬小麦农田土壤温室气体(CO2、CH4和N2O)季节排放通量进行了监测,估算了不同农业管理措施下小麦季的综合温室效应。结果表明,华北太行山前平原冬小麦农田土壤是CO2、N2O的排放源,CH4的吸收汇。不同农业管理措施对不同温室气体的排放源和吸收汇强度的影响不同,增施氮肥、充分灌溉促进了土壤CO2、N2O的生成,强化了土壤CO2和N2O排放源的特征;但却抑制了土壤对CH4的氧化,弱化了土壤作为大气CH4吸收汇的特征。2009—2010年和2010—2011年冬小麦生长季T1(传统模式)、T2(高产高效模式)、T3(再高产模式)和T4(再高产高效和土壤生产力提高模式)处理土壤排放的温室气体碳当量分别依次为8 880 kg(CO2).hm 2、8 372 kg(CO2).hm 2、9 600 kg(CO2).hm 2、9 318kg(CO2).hm 2和13 395 kg(CO2).hm 2、12 904 kg(CO2).hm 2、13 933 kg(CO2).hm 2、13 189 kg(CO2).hm 2。各处理间温室气体排放差异主要是由于施肥和灌溉措施的不同引起的,秸秆还田与否是造成年度间温室气体排放存在差异的主要原因。T2处理综合增温潜势相对较低,产量和产投比相对较高,为本区域冬小麦优化管理模式。     

太湖地区不同水旱轮作方式下稻季甲烷和氧化亚氮排放研究

为准确编制我国稻田温室气体排放清单及制定合理减排措施提供基础数据,选择太湖地区典型水稻种植区江苏省苏州市,研究设计了休闲水稻(对照,CK)、紫云英水稻(T1)、黑麦草水稻(T2)、小麦水稻(T3)和油菜水稻(T4)5种水旱轮作方式,采用静态箱气相色谱法,开展了不同水旱轮作方式下水稻生长季田间甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放监测试验。试验结果表明:不同水旱轮作方式下水稻生长季CH4排放通量呈先升高后降低的变化趋势,CH4排放峰值出现在水稻生育前期,移栽至有效分蘖临界叶龄期CH4累积排放量占全生育期排放总量的比例为65%~81%,而N2O仅在水稻烤田期间有明显排放。水旱轮作方式对稻季CH4和N2O排放有极显著(P 0.01)影响,CH4季节总排放量表现为T1(283.2 kg.hm 2)CK(139.5 kg.hm 2)T3(123.4kg.hm 2)T4(114.7 kg.hm 2)T2(100.8 kg.hm 2),N2O季节总排放量顺序为T1 T4 T3 T2 CK,依次为1.06kg.hm 2、0.87 kg.hm 2、0.81 kg.hm 2、0.72 kg.hm 2和0.53 kg.hm 2。T1处理稻季排放CH4和N2O产生的增温潜势最高[7 396 kg(CO2).hm 2],显著(P 0.05)高于其他处理,比CK[3 646 kg(CO2).hm 2]增加103%,T2[2 735kg(CO2).hm 2]较CK减少25%(P 0.05)。紫云英水稻轮作方式增加了太湖地区水稻生长季的温室效应。     

冬季施用鸡粪和生物炭对南方稻田土壤CO2与CH4排放的影响

生物炭的利用近年来是农田土壤固碳减排研究中的热点。本研究通过在冬季稻田养鸡,结合生物炭添加,采用箱式法结合温室气体分析仪定量测定冬季稻田和双季稻期间土壤CO_2和CH_4排放通量,分别估算冬季稻田和双季稻期间土壤CO_2和CH_4排放总量,评估生物炭和鸡粪添加对土壤碳排放的影响。结果表明,鸡粪还田处理显著提高了土壤CO_2的排放,冬季稻田和水稻生育期排放量分别达9 935.39 kg·hm~(-2)和27 756.34kg·hm~(-2),比对照增加58.7倍(P0.01)和56%(P0.05);生物炭添加处理冬季稻田和水稻生育期CO_2累积排放量比对照高12.3倍(P0.01)和41%(P0.05)。鸡粪还田处理下冬季稻田和水稻生育期稻田的CH_4排放量均显著高于其他处理;而生物碳添加对冬季稻田CH_4排放无显著影响,但显著降低了水稻生育期稻田的CH_4排放。鸡粪还田配施生物炭处理也显著提高了稻田土壤CO_2的排放。冬季稻田时,鸡粪还田配施生物炭土壤CO_2累积排放量显著高于鸡粪还田处理;而水稻生育期时,鸡粪还田配施生物炭处理下土壤CO_2累积排放量显著低于鸡粪还田处理。鸡粪还田下添加生物碳可以降低因鸡粪还田引起的CH_4排放增加的效应。总之,鸡粪原位还田显著增加了冬季稻田和水稻生育期稻田的CO_2和CH_4排放;无论是冬季稻田还是水稻生育期,生物炭的添加都降低了土壤CH_4的排放,且生物炭添加后期有抑制土壤CO_2排放的作用。因此,从更长的时间尺度来看,生物炭施入土壤有利于土壤固碳减排。     

Wheat straw management affects CH4 and N2O emissions from rice fields

A 3-year field experiment was conducted in Jiangsu Province, China from 2004 to 2006 to investigate CH₄ and N₂O emissions from paddy fields as affected by various wheat straw management practices prior to rice cultivation. Five methods of returning wheat straw, no straw, evenly incorporating, burying straw, ditch mulching and strip mulching, were adopted in the experiment. Evenly incorporating is the most common management practice in the region. Results showed that compared with no straw, evenly incorporating increased CH₄ emission significantly by a factor of 3.9-10.5, while decreasing N₂O emission by 1-78%. Methane emission from burying straw was comparable with that from evenly incorporating, while N₂O emission from burying straw was 94-314% of that from evenly incorporating. Compared with evenly incorporating, CH₄ emission was decreased by 23-32% in ditch mulching and by 32% in strip mulching, while N₂O emission was increased by a factor of 1.4-3.7 in ditch mulching and by a factor of 5.1 in strip mulching. During the rice-growing season, the emitted N₂O was negligible compared to that of emitted CH₄. No significant difference in grain yield was observed between ditch mulching, burying straw, evenly incorporating and no straw. Compared with no straw, the grain yield was increased by 27% in strip mulching. Based on these results, the best management practice for returning wheat straw to the soil is strip mulching wheat straw partially or completely onto the field surface, as the method reduced CH₄ emission from rice fields with no decrease in rice yield.     

华北平原玉米季优化管理的密集型农业系统下一氧化二氮和甲烷通量研究

Addressing concerns about mitigating greenhouse gas （GHG） emissions while maintaining high grain yield requires improved management practices that achieve sustainable intensification of cereal production systems. In the North China Plain, a field experiment was conducted to measure nitrous oxide （N2O） and methane （CH4） fluxes during the maize （Zea mays L.） season under various agricultural management regimes including conventional treatment （CONT） with high N fertilizer application at a rate of 300 kg N ha-1 and overuse of groundwater by flood irrigation, optimal fertilization 1 treatment （OPTIT）, optimal fertilization 2 treatment （OPT2T）, and controlled-release urea treatment （CRUT） with reduced N fertilizer application and irrigation, and a control （CK） with no N fertilizer. In contrast to CONT, balanced N fertilization treatments （OPT1T, OPT2T, and CRUT） and CK demonstrated a significant drop in cumulative N20 emission （1.70 v.s. 0.43-1.07 kg N ha-l）, indicating that balanced N fertilization substantially reduced N20 emission. The vMues of the N20 emission factor were 0.42%, 0.29%, 0.32%, and 0.27% for CONT, OPTIT, OPT2T, and CRUT, respectively. Global warming potentials, which were predominantly determined by N20 emission, were estimated to be 188 kg CO2-eq ha-1 for CK and 419-765 kg CO2-eq ha-1 for the N fertilization treatments. Global warming potential intensity calculated by considering maize yield was significantly lower for OPT1T, OPT2T, CRUT, and CK than for CONT. Therefore, OPTIT, OPT2T, and CRUT were recommended as promising management practices for sustaining maize yield and reducing GHG emissions in the North China Plain.