土壤学报

作者：杨正宇，李宗明，李言言，沈健林，吴金水

单位：杨正宇，中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙农业环境观测研究站, 长沙 410000;中国科学院大学资源与环境学院, 北京 101400；,李宗明，中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙农业环境观测研究站, 长沙 410000；,李言言，中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙农业环境观测研究站, 长沙 410000；,沈健林，中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙农业环境观测研究站, 长沙 410000;中国科学院大学资源与环境学院, 北京 101400；jlshen@isa.ac.cn,吴金水，中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙农业环境观测研究站, 长沙 410000;中国科学院大学资源与环境学院, 北京 101400；,

关键词：秸秆还田;稻田;甲烷;长期效应;土壤环境因子

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD1700700）和国家自然科学基金项目（42077104，42161144002）资助

探究长期秸秆还田下稻田甲烷（CH4）增排效应变化及影响机制，可为长期秸秆还田模式下CH4排放准确评估提供依据。以亚热带地区典型双季稻田为对象，设置仅施化肥处理（CON）、低量秸秆还田处理（3.0 t·hm-2，LS）和高量秸秆还田处理（6.0 t·hm–2，HS），进行为期11年（2012—2022）的定位试验，观测了秸秆还田初期和后期CH4排放及相关土壤环境因子变化。结果表明：LS和HS的CH4排放显著大于CON（HS＞LS＞CON）（P＜0.05），但在第11年增幅相比第1年分别减弱了75.1%和83.5%。在第11年，LS和HS相对CON的土壤有机碳（SOC）、铵态氮（NH4+-N）和溶解性有机碳（DOC）整体分别显著提升7.90%和20.8%（LS和HS，下同）、15.0%和25.7%、19.5%和31.3%（P＜0.05）；氧化还原电位（Eh）和土壤容重（BD）分别显著降低14.1%和21.7%、10.3%和11.2%（P＜0.05）；LS和HS处理的mcrA、pmoA基因丰度和mcrA/pmoA丰度比值相对CON分别显著增加96.0%和152%、12.7%和34.8%、73.9%和85.8%（P＜0.05）。通过分析发现在秸秆还田第11年，稻田CH4排放与土壤中微生物mcrA丰度和mcrA/pmoA显著正相关（P＜0.05），其中SOC含量增加导致的BD降低和Eh的上升促进了pmoA丰度的上升，可能是导致秸秆还田11年后CH4排放增幅降低的主要原因。综上，与CON相比，在亚热带地区长期秸秆还田相较短期所产生的CH4增排幅度，会受SOC、BD和Eh改变的影响而显著减弱80%左右（P＜0.05），因此，针对秸秆还田模式下稻田CH4排放的评估需要根据还田持续时间进行动态调整。

来源：2025年第4期

《土壤学报》期刊编辑部

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