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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

甲烷（ch₄）和氧化亚氮（n₂o）是大气中两大主要温室气体，ipcc第五次评估报告指出，在100年时间尺度内，单位质量的ch₄和n₂o的增温潜势分别是co₂的34倍和298倍（ipcc，2013）。稻田是温室气体ch₄和n₂o的重要排放源，对全球变暖的贡献尤为突出。我国水稻种植面积全球水稻总种植面积的19.7%，但我国稻田排放的ch₄总量却占世界的29.9%。稻麦轮作生态系统中特有的水旱轮作体系也是温室气体的一个重要排放源。

秸秆还田是影响稻田ch₄、n₂o排放的重要因素，秸秆还田能够通过增加土壤有效碳、氮量，影响土壤碳氮迁移转化过程，进而影响ch₄和n₂o排放。秸秆还田还是稻田土壤固碳的主要途径。其能够增强土壤固碳，提高土壤有机质含量。固碳可以在一定程度上缓解温室效应。因此，如何准确估算和有效减缓因作物秸秆还田所产生的ch₄和n₂o排放造成的温室效应在全球变化中显得尤为重要。

在实际农业生产中每年夏秋季在收割季节，由于将过剩的秸秆移出田块，耗时耗力，农民往往采用秸秆田间原位焚烧的方式，不仅损失了大量营养元素，浪费资源，造成土壤肥力衰竭，而且由秸秆田间焚烧所引起的雾霾等一系列生态环境问题更不容忽视，秸秆焚烧被国家法律明文禁止。而作物秸秆主要由纤维素，半纤维素和木质素三部分组成，由于我国耕地复种指数高，倒茬间隔时间短，其在自然状态下很难被微生物分解或者需要较长的分解时间，不仅不能作为当季作物的有效肥源，而且秸秆还田常因翻压量过大，土壤水分不适，翻压质量不好等原因，出现妨碍耕作，影响出苗，烧苗，病虫害增加等现象，必然会对下一季作物产生不利影响，但秸秆还田又是维持土壤地力的需要。因此，为了探索实现秸秆还田的生产和生态效应的双赢，需要在农业种植系统内开发有替代性的、对环境危害较小的秸秆还田方式，以造福农民和环境。

2. 研究的基本内容

( 1) 研究三种秸秆还田方式对稻麦轮作系统ch₄和n₂o排放的影响

采用静态箱-气相色谱法同步原位测定不同秸秆还田方式对稻麦轮作生态系统ch₄和n₂o排放通量的影响，揭示ch₄和n₂o排放通量的动态变化特征；评估和比较相对于秸秆直接还田，使用秸秆生物炭或秸秆加有机物料腐熟剂对减缓稻麦轮作生态系统中由温室气体ch₄和n₂o排放所引起的温室效应的可行性及潜力。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案:

4. 参考文献

1. 孔宪旺，刘英烈，熊正琴，马煜春，张啸林，秦建权，唐启源. 湖南地区不同集约化栽培模式下双季稻稻田ch₄和n₂o的排放规律. 环境科学学报 ，33：2612-2618，2013

2. 逯非，王效科，韩冰，欧阳志云，郑华. 稻田秸秆还田：土壤固碳与甲烷增排. 应用生态学报，1：99-108，2010

3. 李继福，魏剑巍，李小坤，任涛，丛日环，杨文兵，鲁明星，刘克芝. 麦秆还田配施不同腐秆剂对水稻产量、秸秆腐解和土壤养分的影响. 中国农学通报，2：270-276，2013