氣候變暖是當(dāng)今全球性的環(huán)境問題，氧化亞氮排放量的增加在其中起到了重要的加速效應(yīng)，其100年尺度的增溫潛勢分別是二氧化碳的296倍，甲烷的13倍。隨著世界人口的不斷增加，糧食的需求量將逐年升高，其中，對稻谷需求量將從1994年的520 Tg增加到2025年的880 Tg，再到2050年的1000 Tg，隨著人們對稻谷需求量的增加，相應(yīng)的氧化亞氮排放量也將升高，這將會加速全球變暖。

在這種大的背景下，稻田氧化亞氮排放研究成為了當(dāng)今研究的熱點問題，包括水分管理、肥料施加、硝化與反硝化抑制劑、除草劑和殺蟲劑等的應(yīng)用，但對于栽培方式的選擇報道較少?；趧趧恿Τ杀镜暮怂?，成本更低的栽培方式(如拋秧、機插和直播)的使用開始增加，這種趨勢主要是從水稻的產(chǎn)量、成本和效益的角度去考慮，而未從其環(huán)境效應(yīng)進行試驗。本工作開展高產(chǎn)和低成本的栽培方式對稻田氧化亞氮排放的影響研究，為以上幾種栽培方式的選擇與稻田氧化亞氮的減排提供參考依據(jù)。

福州平原地處我國東南沿海，中亞熱帶和南亞熱帶過渡帶，具有亞熱帶的代表性和典型性，以此樣地為研究區(qū)域，利用Unisense微電極系統(tǒng)對于今后基于稻田氧化亞氮減排與水稻增產(chǎn)的栽培方式的選擇與推廣與示范具有重要意義。

1材料與方法

1.1研究區(qū)與采樣點

研究區(qū)位于閩江河口區(qū)福州平原的南分支——烏龍江的北岸，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫為19.6℃，年均降水量為1 392.5 mm，蒸發(fā)量為1 413.7 mm，相對濕度為77.6%，地貌主要為沖海積平原，地表平坦，海拔3～5 m，零星分布剝蝕丘陵地貌。實驗區(qū)(見圖1)位于福建省農(nóng)科院水稻所吳鳳綜合實驗基地(26.1°N，119.3°E)內(nèi)，該實驗基地共有稻田7 hm2。土壤耕作層有機碳含量為18.11 g/kg，全氮1.28 g/kg，全磷1.07 g/kg。實驗區(qū)內(nèi)主要實行早稻—晚稻—蔬菜的輪作制度，本實驗點的前茬作物為花菜。水稻栽培品種為江西省農(nóng)科院研發(fā)的和盛10號，實驗始于2011年8月初，至同年11月初收獲結(jié)束，實驗前對翻耕后的田地進行人工整平，以保持土壤的均一性，在同一塊大田內(nèi)共設(shè)置4個面積大小相等(長寬為4m×2m)的樣地，樣地之間分別用田埂互相隔開，以避免相鄰樣地間的干擾。在布置好的樣地進行秧苗移栽：栽培方式選擇拋秧(PY)、手插(SC)、直播(ZB)、機插(JC)4種方式。施用底肥為復(fù)合肥和尿素，水稻生長期基本處于淹水狀態(tài)，水深約5～7 cm，水稻成熟時曬田。

1.2氣體采集與分析方法

采用靜態(tài)箱法-氣相色譜法對稻田氧化亞氮季節(jié)通量進行測定。靜態(tài)箱由頂箱和底座兩部分組成，頂箱長寬高分別為0.3 m×0.3 m×1.0 m(頂端安裝有小風(fēng)扇并具溫度計插孔)，側(cè)面有抽氣孔，底座長寬高分別為0.3 m×0.3 m×0.3 m(具有凹槽)，并在整個生長期內(nèi)固定在樣地內(nèi)。

采樣時間一般選在09：00～13：00，在約09：00和12：00各測定1次氧化亞氮通量，重復(fù)測定2次，使氧化亞氮通量更加接近于一天的平均值，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。氧化亞氮通量的測定采用靜態(tài)箱法直接測定，蓋上頂箱后立刻用100 mL注射器抽取氧化亞氮氣體70 mL，并打入氣袋內(nèi)，后每隔15 min再抽取1次樣品，共抽取3次，在抽氣過程中保持勻速，同時在底座凹槽內(nèi)加水密封，防止靜態(tài)箱內(nèi)氧化亞氮氣體外泄。與此同時，測定土壤理化特征與氣象因子，用2265FS電導(dǎo)儀原位同步測定厚為0～10 cm土壤的溫度、鹽度，用Unisense公司生產(chǎn)的pH微電極、氧化還原電位微電極測定Eh和pH；用便攜式氣象測量儀記錄采樣時的氣溫。

氧化亞氮氣體濃度由島津(GC-2014)氣相色譜儀測定。檢測器為電子捕獲檢測器，檢測條件為：柱溫70℃，檢測器溫度320℃，載氣流速70 mL/min。通過標(biāo)準(zhǔn)氣體和待測氣體的峰面積計算待測氣體的濃度。

氧化亞氮氣體排放通量采用下式計算：

式中，Q為氣體排放通量(μg/(m2·h))；M為氣體的摩爾質(zhì)量(g/mol)；V為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol氣體的體積(L/mol)；dc/dt為氣體濃度變化率(μmol/(mol·h))；T為靜態(tài)箱內(nèi)溫度(℃)；H為靜態(tài)箱箱高(m)。

圖1采樣點位置圖

1.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要采用Excel2003和SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件。用Excel2003對原始數(shù)據(jù)進行均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差的計算，用SPSS17.0-Pearson分析氧化亞氮排放通量和環(huán)境影響因子間的相關(guān)性，顯著性水平小于0.05表示兩者呈顯著相關(guān)，小于0.01表示兩者間呈極顯著相關(guān)。