再生稻和双季稻田CH4排放对比研究

张浪，徐华勤，李林林，陈元伟，郑华斌，唐启源，唐剑武

（湖南农业大学农学院，长沙 410128）

0 引言

【研究意义】温室气体浓度的增加引发了全球变暖危机。目前大气中最主要的温室气体CH4和N2O等具有长久滞留大气和独特的辐射吸热特性，这些气体在导致全球变暖的贡献率中占近 80%的主导作用[1]。稻田系统作为人类社会生活主要食物链的重要组成部分，它是大气碳循环中“源”的扮演者，约占全球人为温室气体排放通量的 10%—12%[1]。因此，如何减缓稻田温室气体排放对气候变化的贡献率一直是各国政府首脑和科学工作者关注的重要问题。【前人研究进展】水稻作为世界上第二大粮食作物，稻田CH4排放在气候变化评估中居功巨伟，其主导了稻田95%以上的栽培模式下的综合温室效应[2-3]，且CH4增温效果是CO2的25倍左右。长久以来，政府把双季稻作为稳固粮食安全最主要的种植模式进行规划。据统计显示湖南作为我国水稻生产大省其双季稻的种植面积达133.3万公顷左右[4]。因其低成本的灌溉资源和大量投入化肥农药等使农户种植双季稻所带来的产量效益逐年提高[5]。农业生态学者们研究发现，稻田土壤长期处于水分过饱和状态是影响CH4排放的主要环境因子[6-7]，而长江中下游地区典型的双季稻田采用长期淹水灌溉引发了大量的CH4排放乃至威胁到了生态环境[8]，故而科研工作者在确保粮食安全的前提下将研究重点转移至提高灌水利用率和减缓稻田CH4贡献率等方面，研究显示双季稻田在不影响产量的前提下采用前期淹水，中期烤田，后期干湿交替的灌溉模式能最大限度的减缓 CH4排放[9-13]。尽管如此，此稻作模式依旧存在CH4排放困境和危机，如早晚稻育秧、翻耕、插秧和返青等前期环节[14]必须淹水所造成的无法剔除的弊端，因此，为了弥补这个重大生态亏缺问题，建立生态经济可持续的稻田发展战略，在确保国家粮食安全的前提下寻求更优的稻作模式是稻田减排科研工作者需要攻关的下一个关键问题。【本研究切入点】与此同时，随着国家经济增长、人口城镇化和人口老龄化等问题，农户们因双季稻种植过程中早晚稻育秧、机插和双抢等大量劳力难寻且成本高的原因逐渐淡化双季稻的种植[15]。正此时，“直播中稻蓄留再生”稻作模式作为一种新兴的水稻种植模式得到迅猛发展，据统计种粮大省湖南省仅仅利用几年时间到2018年已经突破到2.67×105hm2[4]，可见其发展速度之快。研究报道显示，此模式相比传统的双季稻模式在温度光照等环境适应性、稻田温室气体排放、水资源合理利用和生态经济价值等方面[14]有诸多优越性。首先，通过直播方式种植机收再生稻的头季在两叶一心之前干水，幼穗分化前必须晒好田，大部分生长阶段多以干湿交替灌溉为主，土壤经常保持田面无水，研究表明土壤的含水量经常处于未饱和状态下能有效减少CH4排放[16]，相比传统的机插双季稻模式能轻松逾越其前期淹水环节带来的CH4排放危机，同时减少了农田水氮和土壤有机碳等养分的径流损失[17]；再者，水稻头季机械收割保留30 cm左右的茬口，第二季水稻直接从茬口腋芽处再生、抽穗，免去了双季晚稻阶段翻耕、泡田、育秧和插秧等双抢环节，其节本、节水、省工、省农药等优势明显[18-19]，从腋芽处萌发进一步减少了晚稻营养生长分蘖期间稻田CH4的排放[20]，研究表明免耕相比翻耕能减少 50%的 CH4排放[21-22]；同时，在面临全球气温升高 2℃左右导致农田种植结构逐渐北移的情况下[23]，长江中下游以北地区将逐渐出现更多的两季不足一季有余的积温环境，再生稻种植模式因其对温度光照等自然条件的充分利用以及轻简节本等方面相比双季稻具有很好的发展前景。再者，有关研究探索表明种植一季中稻蓄留再生模式纯收入达15 990 元/hm2，双季稻种植模式纯收是8 715 元/hm2，其差距主要在于再生稻的成本较低，可见中稻-再生稻种植模式具有可观的经济效益[24]。此外，中稻蓄留再生稻作模式因种植时间差异能够成功避免长江中下游地区倒春寒[25]和寒露风的胁迫[26]。利用其“中稻蓄留再生”稻作模式的优越性配合罗锡文院士团队研制的 2BD-10系列水稻精量穴直播机[27]将作为一种全新推广和运用的稻作模式，基于此，笔者提出大胆假设：“直播中稻蓄留再生”稻作模式将是确保国家粮食安全的前提下减缓稻田CH4排放最重要的举措之一。而当前全国乃至全球还缺乏对“直播中稻蓄留再生”在稻田CH4排放方面的研究。【拟解决的关键问题】本研究选取长江中下游地区发展迅猛的再生稻和传统的双季稻为研究对象，探究了再生稻种植模式产量潜力和CH4排放的特征，以及评估了其单位产量CH4排放量的优越性，对指导实践和稻田节能减排具有重要的科学意义。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

于 2017—2018年在湖南省益阳市大通湖区千山红镇大西港村宏硕生态农业农机合作社科研基地（N29°7′5″，E112°25′52″）进行，海拔 56 m。该研究区属亚热带过渡到季风湿润气候类型，年平均气温16—18℃，年降雨量1 200—1 700 mm，年日照时数1 295.9 h，无霜期260—310 d。试验区土地平整一致、养分分布均一，土壤类型为潮土，土壤有机质含量 33.76 g·kg-1，全氮含量 2.05 g·kg-1，活性有机碳含量1.58 g·kg-1，pH 7.88。再生稻品种为黄华占、双季稻采用陆两优996（早稻）和H优518（晚稻）。

于2017年3月中旬进行机械旋耕和激光平田建立试验区。试验设 2个模式，即双季稻模式（doublecropping rice，CK）和再生稻模式（ratoon rice），共2个处理组合，3次重复，共6个小区，每小区面积4.5 m×10 m=45 m2。试验采用单因素完全随机设计，小区之间用双田埂覆膜隔离分开，且双田埂间安装了隔水板，每个小区单排单灌，具体的节水管理细节见表1。

表1 水分管理技术Table 1 Water management technology

双季稻模式采用秧盘方式育秧，机插密度为25 cm×12 cm。早稻于3月26日播种，25 d秧龄，4月19日插秧，7月17日收获。晚稻于6月27日播种，23 d秧龄，7月19日插秧，11月8日收获。各处理田间管理保持一致。供试肥料为尿素、过磷酸钙和氯化钾。其中早稻施肥量为纯N 119.94 kg·hm-2、P2O559.97 kg·hm 、K2O 为 119.94 kg·hm ；晚稻施N 为 149.93 kg·hm-2、P2O574.96 kg·hm-2、K2O 119.94 kg·hm-2。氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶3∶2的比例施用，磷肥全部当基肥施用，钾肥按基肥∶穗肥=5∶5的比例施用。再生稻模式采用机直播（机械精量穴直播[27]），4月15日播种，播种量为52.47 kg·hm-2，头季8月22日收获，再生季10月26日收获。各处理田间管理保持一致，头季施肥管理：施肥量为纯N 179.91 kg·hm-2、P2O589.96 kg·hm-2、K2O 为 179.91 kg·hm-2，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥=6∶3∶1的比例施用，磷肥全部当基肥施用，钾肥按基肥∶穗肥=5∶5的比例施用。再生季：在头季齐穗后 20 d施尿素折合纯氮 69.57 kg·hm-2左右作再生苗促芽肥，头季收割后 3 d再施尿素折合纯氮 69.57 kg·hm-2、氯化钾折合 K2O 26.99 kg·hm-2作发苗肥。其他管理按当地高产栽培进行。

1.2 分析方法

采用LGR（915-0011-CUSTOM，Los Gatos Research，SF，USA）公司生产的便携式温室气体激光分析仪搭配箱式法形成闭路环境进行田间实时测量 CH4的浓度。循环透明采气箱体规格为50 cm×50 cm×120 cm透光性较好的有机塑料薄板制成长方体。在采气箱内配制有风扇、温湿度记录仪、两根6 mm进气管和出气管。双季稻早晚稻移栽或再生稻头季直播后第二天安装田间测气设备，包括单边桥（5 cm×30 cm×300 cm的木板）、底座（5 cm×50 cm×50 cm的U型凹槽）和田间PVC水位指示筒（内壁直径10 cm，高度30 cm），单边桥的目的在于测定过程中减少对土壤的扰动。测气时将箱体轻放入底座凹槽内，并加水密封，严防箱内外气体相互流通。整个测定装置如图1所示。每隔10 d左右采集一次气样，整个水稻生育期共采集了 24次（晚稻插秧后因降雨等原因缺少一次测定次数），采集时间时上午9：00—11：00。

图1 LGR稻田测定装置Fig. 1 LGR rice field measuring device

1.3 数据分析

1.3.1 CH4排放通量

式中，F为 CH4排放通量，单位为 μmol·m-2·s-1，正值表示排放，负值表示吸收；dc/dt为采样箱内CH4浓度随时间t（s）的变化率；P为标准状态下大气压力为101.2237×103Pa；V为箱体内有效体积（m3），即透明箱体积减去底座内植株总体积和透明箱体内壁风扇和温度记录仪体积；R为气体常数8.3144 J·mol-1·k-1；A为透明箱覆盖面积（m2）；T为测定时箱体内平均气温（=273.15+℃）。

1.3.2 累积排放量Ec（kg·hm-2）

计算式[29]为：

式中，n为稻田水稻生育期观测次数；Fi、Fi+1为第i、i+1 次测定时的 CH4通量（μmol·m-2·s-1）；ti、ti+1为第i、i+1次测定的时间（d）；a为水稻生育期转换系数（由于采气天数少于水稻生育期总天数（播种到收获）天数,此系数将转换为水稻生育期天数），此处取再生稻头季122/107，再生季71/59；早稻109/74，晚稻130/88。

1.4 统计分析

采用Excel 2007和SPSS 18.0进行数据处理和统计分析。用Sigmaplot 12.5进行作图。

2 结果

2.1 水稻产量

由图2可知，双季稻和再生稻产量差异响应不一。双季稻早稻产量为7.37 t·hm-2，再生稻头季产量为8.84 t·hm-2。相比双季稻早稻产量，头季增产19.95 %；双季稻晚稻产量为6.82 t·hm-2，再生稻再生季产量为3.39 t·hm-2。相比双季稻晚稻，再生稻再生季减产50.29%；综合两季产量，双季稻早晚稻总产量为14.19 t·hm-2。再生稻头季和再生季的总产量为12.22 t·hm-2。相比对照双季稻产量而言，再生稻产量降低了13.88%。综上说明，双季稻总产量高于再生稻总产量，且其相比双季稻早晚稻，再生稻减产主要是再生季的产量较低的缘故。

图2 不同处理对水稻产量的影响Fig. 2 Effects of different treatments on rice yield

2.2 CH4排放通量

由图3可看得，双季稻和再生稻田生育期内CH4排放通量变化趋势有一定差异，主要表现为各生育前期 CH4排放通量较高，生育后期低而平缓，双季稻CH4排放范围为 - 0.06—1.30 μmol·m-2·s-1，再生稻 CH4排放范围-0.01—0.70 μmol·m-2·s-1。且从图 3 中看出头季（全年第120—227天）CH4排放通量差异明显高于再生季（第227—298天）的CH4排放通量，主要头季在分蘖期和齐穗前后CH4排放通量较高，且在头季齐穗后20 d左右出现短暂的峰值是因为施用了促芽肥的原因，即出现了3个峰值。而再生季为单峰曲线，因从腋芽处萌发不存在明显的分蘖期或分蘖期很短暂，只有在再生季齐穗期前后存在短暂差异。同样，双季稻模式中呈现早稻稻田 CH4排放通量高于晚稻CH4排放通量，早稻在分蘖期和齐穗前后表征为典型的排放双峰。但是晚稻呈现“下降-上升-下降-平缓”的趋势，只监测到齐穗期左右排放峰值，晚稻生育后期排放量较低，且在齐穗期左右达到最大值，而在晚稻分蘖期未监测到峰值的主要原因是早稻收割后需要重新安装田间测气设备，加之后面的几十天内连续降雨，未能连续监测。由此说明，双季稻和再生稻种植模式都表征为生育前期（分蘖期和齐穗期前后）的CH4排放要强烈，生育后期排放较低，且再生稻头季直播后至分蘖中期呈J型增加，与双季稻插秧后有所不同。相对来讲，双季稻CH4排放的整体曲线走向高于再生稻。

2.3 CH4的累积排放量

稻田 CH4累积排放如图 4所示。总体上，A-B（水稻两叶一心至分蘖后期之间）和 B-C（分蘖后期至齐穗期之间）时间段造成稻田CH4累积排放量高于C-D（齐穗期至成熟期之间）段CH4累积排放。由图 4可知，再生稻头季累积排放范围在 23.90—266.56 kg·hm-2，早稻累积排放范围为 35.57—251.29 kg·hm-2。其中早稻 A-B 段累积排放为 251.29 kg·hm-2，B-C段累积排放为219.15 kg·hm-2，C-D段累积排放为 35.56 kg·hm-2。头季 A-B 段累积排放为 266.56 kg·hm-2，B-C 段累积排放为 259.88 kg·hm-2，C-D 段累积排放为 23.90 kg·hm-2。故再生稻头季 CH4累积排放高于早稻CH4累积排放；由图4可知，再生稻再生季累积排放范围在0.00—46.14 kg·hm-2，晚稻累积排放范围在为 10.74—321.59 kg·hm-2。其中晚稻A-B段累积排放为321.59 kg·hm-2，B-C段累积排放为 84.01 kg·hm-2，C-D 段累积排放为 10.74 kg·hm-2。再生季A-B段累积排放为0 kg·hm-2，B-C段累积排放为 46.14 kg·hm-2，C-D 段累积排放为 13.26 kg·hm-2。可进一步看出再生稻再生季因前期短暂的分蘖时间导致稻田 CH4总体累积排放量都较头季、早稻和晚稻的排放量要小。综合两季，双季稻 CH4累积排放A-B段＞B-C段＞C-D段，且全生育期累积排放达922.35 kg·hm-2。再生稻CH4累积排放B-C段＞A-B段＞C-D段，且全生育期 CH4累积排放为 609.74 kg·hm-2。综上说明，相比双季稻而言，再生稻 CH4累积排放减少了33.89 %。

图3 不同处理稻田生态系统CH4排放通量动态变化Fig. 3 Dynamic change of methane fluxes under different treatments in paddy field ecosystem

2.4 评估单位产量下双季稻和再生稻田CH4排放

由图5可知，单位产量双季稻和再生稻田CH4排放量有所不同。对于第一季，早稻单位产量CH4排放为 0.069 kg·kg-1，头季单位产量 CH4排放为 0.062 kg·kg-1，头季相比早稻减少了10.14%；对于第二季，晚稻单位产量CH4排放为0.061 kg·kg-1，再生季单位产量CH4排放为0.018 kg·kg-1，再生季比晚稻降低了70.49%。综合两季，双季稻单位产量CH4排放为0.065 kg·kg-1，再生稻单位产量 CH4排放为 0.050 kg·kg-1，再生稻相比双季稻降低了23.08%。可见再生稻单位产量CH4排放最低。由此说明，再生稻模式在稳固产量的同时能最大限度的降低CH4排放量。

图4 不同处理稻田生态系统CH4累积排放量Fig. 4 Cumulative emissions of CH4 in paddy field ecosystem under different treatments

图5 单位产量下双季稻和再生稻田CH4排放Fig. 5 Methane emissions from double-cropping rice and ratoon rice per yield

3 讨论

3.1 双季稻和再生稻田稻米产量效益对比

适宜的稻田种植方式具有增加土壤的孔隙度、提高土壤固水持水能力及促进水稻根系延伸等优势，从而实现水肥资源高效利用达到稻谷增产的目的[30]。本研究中双季稻和再生稻两种种植模式的区别在于：一方面，双季稻采用机插秧种植，水分管理采用间歇灌溉，即前期淹水，中期烤田和后期干湿交替的灌溉方式；再生稻采用机直播种植，水分灌溉采用一叶一心期保持田面无水层，一叶一心至分蘖盛期采取水层淹灌，中期晒田，后期干湿交替。另一方面，双季稻分早稻和晚稻，再生稻分头季和再生季，再生季是从头季的腋芽处萌发产生[31]，减少了双抢、翻耕、泡田和机插秧的环节。本研究通过对比分析双季稻和再生稻的产量，研究发现，双季稻早稻产量为 7.37 t·hm-2，再生稻头季产量为8.84 t·hm-2，相比双季稻早稻产量，头季增产 19.95%，其主要原因是再生稻头季采用直播，水稻根系更发达，生育时期长，成功避开了2017年湖南大通湖地区早稻齐穗期左右因长达约一周的大规模降雨引发的植株倒伏和不良授粉的影响，可见南方的气候条件非常适宜再生稻头季的生长发育。通过观察和分析整个生长季发现晚稻7月下旬移栽，正好赶上 8月份高温对晚稻孕穗期的危害，且又在 9月中旬晚稻齐穗期左右遭遇寒露风的突袭，大量的研究发现高温和寒露风的危害对晚稻产量的损失影响巨大[32-33]，相比晚稻，再生稻头季于8月中旬左右收割后，再生季直接从腋芽或根部萌发而形成，成功避开了高温的影响，且可依据留茬高度的改变调控再生季的抽穗时间[34]，对于预防恶劣天气极为重要，尤其是寒露风的胁迫[19]，由此可见，相比双季晚稻而言，其再生稻的再生季对于规避恶劣天气的危害有一定的优势。但相比双季稻晚稻，再生稻再生季减产50.29%。其主要是因为再生季直接从茬口萌发，其再生季萌发芽的多少受品种、收割机、水稻根系活力和养分等多方面的限制[34]，因此，关于进一步设计新型实用的再生稻收割机械减少机械对稻桩碾压的损伤[35]、选育强再生力的优质杂交品种[36]和合理的施用促芽肥和发苗肥[37]将是科研工作者研究的重点。本研究中，双季稻早晚稻总产量为14.19 t·hm-2。再生稻头季和再生季的总产量为12.22 t·hm 。相比对照双季稻产量而言，再生稻产量降低了13.88%。总体而言头季的较高产量能弥补一部分再生稻再生季产量不足的缺陷，但再生季的产量提升依旧有待进一步的研究。但从农民增产增收的角度来看，再生季的稻米垩白粒率、垩白度、长宽比等外观品质，蒸煮及营养品质均优于早晚稻和头季[38-39]，市场价与稻米品质评分呈显著正相关[40]，若按照市场价[41]双季稻早稻稻谷单价为2.50元/kg，晚稻稻谷单价为2.60元/kg，头季谷单价为2.50元/kg，而再生季稻谷单价为3.60元/kg，可看出再生季的谷价要比晚稻高出0.6元/kg。依据本试验稻谷产量折算成经济效益为双季稻36 157.00元/hm2，再生稻为 33 304.00元/hm2，同时通过估算减去双季稻施肥量、劳动力、翻耕和插秧等环节多余的成本值 6 000元/hm2左右，可见农民种植再生稻能增加更多的经济收入。朱校奇等[42]研究指出，再生稻相比双季稻在同等投入条件下农民每公顷可增收近7 000元左右，刘建光等[43]的研究结果与之一致。此外，本研究中双季稻采用杂交品种，再生稻采用常规品种，若再生稻采用杂交品种增产效益更高[44-45]。

3.2 双季稻和再生稻田CH4的排放特征

稻田生态系统温室气体减排在我国生态环境的建设毋庸置疑。本研究中，通过对比双季稻和再生稻系统，发现整个水稻生育期内双季稻 CH4排放范围为-0.06—1.30 μmol·m-2·s-1，再生稻 CH4排放范围-0.01—0.70 μmol·m-2·s-1。其双季稻模式 CH4排放值最大，释放CH4能力最强，且在分蘖盛期和齐穗期前后排放最高，这与周玲红等[20]的研究一致。究其原因，首先，双季稻插秧前后至分蘖盛期淹灌的水稻土一直处于厌氧阶段，土壤的氧化还原电位降低，为土壤微生物菌类（产CH4菌）提供了适宜生长的环境，造成了CH4的大量释放。再生稻直播后一心一叶生育期内保持田面无水状态，对CH4的释放具有一定的抑制作用，之后到分蘖盛期采用淹灌方式致使产CH4能力增强，但相对早稻而言，再生稻因穴直播方式对稻田土地平整的要求，前期需要合理的激光平田机进行压田和平田处理，且需保持田面无水的状态便于直播后水稻种子通过有氧呼吸的方式萌发扎根和固定[46]，这一系列措施恰巧使得稻田土壤紧实和孔隙度收缩，导致土壤颗粒容纳水分子的空间变小，所以再生稻CH4排放相比双季稻要低很多，同样再生季从茬口萌发，较少了晚稻翻耕、泡田和插秧的环节[34]，相对来讲土壤更紧实，孔隙度更小，且土壤处于不饱和状态，对CH4的减排更明显；其次，双季稻早晚稻两次追肥都发生在分蘖期和齐穗期前，而氮肥施入土壤会导致短时间内CH4的大量排放[47]，再生季相比晚稻的3次施肥方式只施入了促芽肥和发苗肥，对CH4的减排起到一定的作用[48]；同样，通过田间观察发现机插双季稻的水稻根系分布密而浅，且表土层较蓬松，随着分蘖期和齐穗期间根系活力的增强，根际土壤周围的微生物活跃程度增加，对土壤有机质的分解更快，利于产CH4菌的活跃。而直播再生稻的根系分布较广而深，同时表土层较紧实，相比来讲不存在严格的根际和非根际区，从而有所限制土壤微生物数量和种类的集中活跃，与机插双季稻相比，直播再生稻有所限制产CH4菌的活动，赫兵等[46]也研究发现直播稻的根系根量大而广，移栽稻根系浅而密。再者，在双季稻抽穗扬花期间必须灌水，且对于再生稻头季7月下旬至8月上旬的高温更需深灌水，而淹水环境必定产CH4。周玲红等[20]在研究冬季种草养鸡对双季稻田CH4的影响时表明，早稻生育阶段的CH4排放量大于晚稻季，而本研究中第一季（早稻或头季）CH4排放量同样高于第二季（晚稻或再生季），这极有可能与温度因子的变化有关[49]，因随着季节的变化，温度也在发生改变，其机理还有待进一步探究。本研究中再生稻再生季的CH4排放相比晚稻，头季收割后到齐穗期前后的CH4排放量低，而晚稻在插秧后到齐穗期前后CH4排放量较高。其原因一方面可能是再生稻头季收割后再生季是从茬口重新抽穗，减少了水稻分蘖造成的CH4排放[50]，另一方面，晚稻种植阶段还需要土壤耕作、平田和机插，而水稻耕作层的机械翻耕对土壤的扰动比较大，破坏了土壤结构，改变了CH4氧化菌的生存环境，降低了其活性，减弱了土壤的氧化。除此以外，上下翻耕土壤，增强了土壤传热能力，加速了有机物质的分解，为土壤产CH4菌短时间内提供了更多的基质，造成CH4短期的大量排放[51]，而这种影响会随着土壤的硬实程度缓慢降低。本研究发现水分胁迫的制约性对水稻第二季中后期（再生季或者晚稻）的CH4排放影响不大，无论是淹灌之后还是大面积降雨以及田间的间歇灌溉处理后，CH4排放量都很低，尤其是对再生稻再生季更为显著。其可能原因可能是水稻生长后期生理活性下降，减低对CH4的传输力[52]。因此，根据长江中下游常年的降雨特征，在水稻再生季或晚稻生长阶段有可能以雨养农业为主来满足水稻植株对水分的需求，若遇寒露风或水稻需水临界期则需要人工灌水。

研究稻田生态系统不同稻作模式单位产量CH4排放具有重要意义。本研究中，双季稻早稻产量为7.37 t·hm-2，再生稻头季产量为 8.84 t·hm-2，相比双季稻早稻，头季增产19.9%。而早稻CH4累积排放为506.01 kg·hm-2，头季 CH4累积排放为 550.33 kg·hm-2，头季相比早稻CH4累积排放增加了8.76%。通过折算发现，早稻单位产量CH4排放为0.069 kg·kg-1，头季单位产量 CH4排放为 0.062 kg·kg-1，头季相比早稻减少了10.14%。说明头季单位产量CH4排放量更低。其主要原因为：头季的生长时间相比早稻要长一个月左右，其整个头季阶段产量和CH4排放都相对增加，但CH4的增加率要慢于产量的增加，故头季的单位产量CH4排放量更低。对于第二季，双季稻晚稻产量为 6.82 t·hm-2，再生稻再生季产量为 3.39 t·hm-2。相比双季稻晚稻，再生稻再生季减产50.3 %。而晚稻CH4累积排放为 416.34 kg·hm-2，再生季累积排放为 59.40 kg·hm-2，再生季相比晚稻CH4累积排放减少了85.73%。进一步折算后，研究发现晚稻单位产量 CH4排放为 0.061 kg·kg-1，再生季单位产量 CH4排放为 0.018 kg·kg-1，再生季相比晚稻显著降低了70.49%。说明再生季单位产量CH4排放量更低。综合两季，由图2可知，双季稻早晚稻总产量为14.19 t·hm-2。再生稻头季和再生季的总产量为 12.22 t·hm-2。而双季稻 CH4累积排放为922.35 kg·hm-2，再生稻 CH4累积排放为 609.74 kg·hm-2。通过折算发现，双季稻单位产量CH4排放为0.065 kg·kg-1，再生稻单位产量 CH4排放为 0.050 kg·kg-1，再生稻相比双季稻降低了23.08%。可见再生稻单位产量CH4排放最低。由此说明，再生稻模式在稳固产量的同时能最大限度的降低CH4排放量。综上，直播+中稻蓄留再生将是一种较好的稻作方式，在稳固国家粮食产量的同时，具有减缓稻田CH4增温的效应。

4 结论

选取长江中下游地区传统双季稻和新兴再生稻为研究对象，通过对比研究，双季稻两季总产量为14.19 t·hm-2，CH4累积总排放达 922.35 kg·hm-2；再生稻两茬总产量为 12.22 t·hm-2，CH4累积总排放为 609.74 kg·hm-2。双季稻在分蘖期和齐穗期左右出现2个CH4排放峰值，再生稻与之相似，但排放量相对较低。此外，再生稻还在头季后期施促芽肥时呈现小峰值。综合评估，双季稻和再生稻单位产量 CH4排放分别为0.065 kg·kg-1和 0.050 kg·kg-1，再生稻相比双季稻降低了23.08%。故在长江中下游双季稻的主产区扩大种植再生稻是为良策。