水分管理对水稻种植中CH_(4)和N_(2)O排放的影响及根际机理OA

本研究聚焦于不同水分管理条件,对水稻根系形态与根系分泌的有机酸如何通过调控土壤碳氮比及关键酶活性,协同影响CH_(4)和N_(2)O排放问题展开研究。采用室内盆栽试验,对云南推广种植的耐旱水稻品种“滇禾优918”在连续淹水(CF)、干湿交替(WD)和旱作(D)3种不同水分管理模式下的CH_(4)和N_(2)O排放情况,以及与根系形态、根系分泌的有机酸、土壤酶活性和土壤碳氮含量间的关系进行研究。结果表明:与连续淹水相比,干湿交替和旱作显著减少了CH_(4)排放量(79.82%和96.95%),同时显著增加了N_(2)O的排放(32.70%和72.51%),但最终温室气体排放总量(GHGe)有所减少(59.19%和65.90%)。根体积越发达、根表面积越大,酒石酸分泌量越高,则CH_(4)排放量随之增加,N_(2)O的排放则与柠檬酸和丙二酸的含量呈正相关。土壤酶活性也表现出功能分异特征,β-葡萄糖苷酶和蔗糖酶活性与CH_(4)排放呈正相关关系,而脲酶和亚硝酸还原酶活性与N_(2)O排放呈正相关关系,并且降低土壤脲酶活性可显著减少N_(2)O的产生。此外,较高的土壤碳氮比促进了CH_(4)排放,抑制了N_(2)O排放,总之显著增加了GHGe。研究表明,在无额外干预的水分管理驱动下,非连续淹水(干湿交替或旱作)的水分管理通过缩小根表面积,减少酒石酸、柠檬酸与丙二酸的分泌,抑制β-葡萄糖苷酶与脲酶活性,并降低土壤碳氮比,协同减少了稻田CH_(4)和N_(2)O的排放,最终实现GHGe的降低。