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| 秸秆还田与石灰配施对稻田温室气体排放的协同调控机制 |
| The synergistic regulation mechanism of straw returning with lime to the field on greenhouse gas emissions in paddy field |
| 投稿时间：2025-02-19 修订日期：2025-05-27 |
| DOI： |
| 中文关键词: 秸秆还田 石灰 土壤酸化 温室气体 土壤微生物 |
| 英文关键词: straw return lime soil acidification greenhouse gas emissions soil microorganisms |
| 基金项目:安徽省高等学校科学研究项目(自然科学类)重点项目(2023AH050978)；安徽农业大学人才科研资助项目(rc312104)；安徽农业大学2021年校自然科学青年基金(K2131001)；安徽省科技攻坚计划重点项目(202423110050045) |
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| 中文摘要: |
| 【目的】为探究酸性水稻土上秸秆还田配施不同石灰用量对温室气体排放的影响机制。【方法】本研究采用双因素设计，主区为秸秆用量处理，分别为秸秆不还田（S0）和秸秆还田（S1，5 500 kg·hm-2）处理；副区为石灰用量处理，分别为不施用石灰（L0）、低石灰用量（L1，3 500 kg·hm-2）以及高石灰用量（L2，7 000 kg·hm-2）处理。测定不同处理下温室气体甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放及相关微生物丰度与结构、土壤硝化潜势（NP）与反硝化能力（DC）。【结果】结果表明：（1）秸秆还田后CH4累积排放量增加115.5%~144.3%，其作用机制与可溶性有机碳（DOC）的积累密切相关。DOC的积累通过增加产甲烷菌Methanocella属丰度，抑制了甲烷氧化菌pmoA功能基因的表达，并显著降低了甲烷氧化菌关键属（Methyloparacoccus和Methylomicrobium）的相对丰度，最终加剧了CH4的排放。而石灰施用通过提高土壤pH和硝态氮（NO3--N）含量，在降低产甲烷菌Methanobacterium属丰度的同时促进了甲烷氧化菌pmoA功能基因的表达，使CH4累积排放量降低21.9%~39.7%。（2）秸秆还田后N2O累积排放量减少了33.0%~38.2%。其减排机制为，秸秆还田通过降低narG基因丰度以及关键群落Acidiphilium和Mycolicibacterium属的相对丰度，增加nosZ基因丰度，有效促进N2O向N2还原转化。而石灰处理通过双重调控提高了N2O累积排放量29.5%~65.0%。具体表现为，铵态氮（NH4+-N）和DOC的降低促进了AOA基因丰度?增加，同时pH和NO3--N的升高刺激了narG基因丰度的增加和nosZ基因丰度的降低，两者共同增加了硝化和反硝化过程中N2O的产生。（3）秸秆还田增加了全球增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI），而石灰的配合施用有效降低GWP和GHGI。其中，秸秆还田配施高量石灰能够将GHGI降至0.81 kg·kg-1，显著低于L0S0处理。【结论】综上所述，对于强酸性稻田土壤，秸秆还田条件下施用高量石灰（7 000 kg·hm-2）能够有效缓解秸秆还田造成的温室气体排放增加效应。因此，秸秆还田下配施石灰是一种实现增产、减排的有效栽培模式。 |
| 英文摘要: |
| 1. 从CH4和N2O相关微生物丰度和结构、土壤理化性质阐明石灰和秸秆的减排效应；
2. 酸性稻田施用石灰不仅能够缓解酸性，并且能够加速小麦秸秆的分解，是一项培肥土壤、改良土壤，并且减排的有效措施。 |
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