秸秆还田和种植制度对长江中游稻田温室气体排放的影响

摘要：为研究长江中游地区不同稻作种植制度下温室气体排放对秸秆还田的响应，本研究通过田间试验，连续监测秸秆还田和不还田条件下，双季稻、再生稻和春玉米—晚稻（玉稻）3种稻作模式甲烷（CH4）、氧化亚氮（N20）排放通量及土壤理化性质和相关环境因子的变化差异。结果表明：双季稻和再生稻周年CH4累积排放量分别比玉稻模式高175.5%和203.4%（秸秆还田）及109.6%和126.4%（秸秆不还田）；秸秆还田导致双季稻周年CH4累积排放量提高了31.4%，再生稻提高了33 .g%，但对玉稻模式周年CH4累积排放没有显著影响。无论是否秸秆还田，玉稻模式周年N2O累积排放量显著高于双季稻和再生稻模式；秸秆还田导致玉稻模式周年N2O累积排放量增加36.3qo，双季稻模式增加43.7%，但对再生稻模式周年N20累积排放量没有显著影响。相关分析显示，CH4排放量与气温及土壤含水量呈显著正相关，与硝态氮呈显著负相关（P＜0．05），而N20排放量与硝态氮、铵态氮呈显著正相关。在100年尺度CO2当量下，玉稻模式的周年全球增温潜势（CD7P）显著低于双季稻和再生稻模式；相对于秸秆不还田，秸秆还田下双季稻模式的周年GWP显著增加31.8%，再生稻模式周年CWP显著增加32.8%，玉稻模式的周年CD7P在秸秆还田和不还田下无显著差异。在所有处理中，周年GWP主要由CH4排放贡献，N2O排放引起的增温潜势占比较小，表明减少稻作系统CH4排放对减缓温室效应至关重要。无论秸秆是否还田，玉稻模式周年温室气体排放强度（GHCI）均低于双季稻和再生稻模式，秸秆还田对不同稻作系统的周年GHGI均无显著影响。综上所述，秸秆还田对温室气体排放的影响程度因稻作模式而异，玉米-晚稻轮作是一种生态环境友好型的稻田种植模式。

关键词：再生稻；玉米水稻轮作；甲烷；氧化亚氮；全球增温潜势；温室气体排放强度

中图分类号：S181 文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2024） 08-1915-13 doi：10.11654/jaes.2023-0814

甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是两种重要的温室气体，100年尺度下其全球增温潜势（GWP）分别是二氧化碳（CO2）的29.8倍和273倍。大气中CH4和N20的浓度分别以每年0.6%和0.2%-0.3%的速度增长，其排放量分别占温室气体排放总量的18.3%和6.0%。农业生产活动是温室气体的重要排放源，占人类活动排放总量的12.0%。水稻种植过程长期淹水及大量氮肥施用，导致其成为N2O和CH4的关键排放源。因此，如何缓解稻田温室气体排放已成为一个近年来亟待解决的热点问题。

由于人们生活水平的提高和膳食结构的变化，我国存在多种多样的稻作模式，不同稻作模式下的作物类型、水稻品种、耕作方式、水肥管理等存在一定差异，由此导致土壤物理化学及生物学性质存在差异，从而影响了稻田CH4和N2O的产生和排放。例如，叶佩等在江汉平原对双季稻、再生稻、虾稻、油菜—中稻轮作等稻作模式开展研究，其结果表明不同的稻作模式对温室气体排放有显著影响，其中再生稻CH4累积排放量比虾稻低45.7%，油菜—中稻轮作的N2O累积排放量比再生稻低88.2%。此外，有相关研究报道，再生稻CH4累积排放量及单位产量CH4排放量均显著低于双季稻。姜振辉等的研究表明，相比于早稻—晚稻模式，春玉米—晚稻轮作模式减少了CH4排放，其综合增温潜势比早稻—晚稻模式低60.5%。王肖娟等的研究结果显示，由于玉米属于旱作，春玉米—晚稻轮作模式下N2O排放量显著高于早稻—晚稻模式。由此可见，合理的稻田种植模式是减少碳排放的有效措施。

稻作系统中常通过秸秆还田来增加土壤固碳量、减少养分损失以及增加作物产量。蒋静艳等在添加秸秆对稻田影响的研究中发现，秸秆还田在连续淹水环境条件下一方面会消耗土壤中的氧，降低土壤氧化还原电位，另一方面可为土壤产甲烷菌提供底物，继而使土壤产甲烷菌群落结构及数量发生改变，促进CH4排放。另外，秸秆还田改变了土壤中供应给硝化和反硝化微生物利用的活性有机碳和氮含量，从而对N2O的排放产生了影响。从现有的研究结果来看，秸秆还田对N2O排放的影响并不一致，且存在抑制、促进和无影响3种结果，这主要取决于秸秆本身的碳氮比。此外，以上的研究结果仅考虑了单一稻作系统下秸秆还田对CH4和N2O排放的影响，且提及稻作模式是影响CH4和N2O排放的关键因素，但目前为止，很少有研究关注稻作模式与秸秆还田对稻田温室气体排放的互作效应，且对其相关排放机理的研究也还未见报道。

长江中游地区，春玉米—晚稻和再生稻模式逐渐成为可替代双季稻的重要种植模式。因此，本研究以春玉米—晚稻（玉稻）、再生稻和双季稻3种稻作模式为对象，分别设置秸秆还田与不还田2种处理，通过田间定位试验观测周年温室气体排放规律，并结合相关环境指标的变化规律，评估稻作模式与秸秆还田互作对稻田N2O和CH4的影响及其原因，并通过计算综合增温潜势，明确秸秆还田条件下不同稻作模式的碳减排潜力，以期为长江中游地区低碳稻作模式的选择提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

大田试验于2022年4月至2023年4月在湖北省荆州市长江大学农业科技示范基地（30°21＇N，112°09＇E）进行，该地属于北亚热带季风气候带，试验期间年平均气温为16.4℃，积温为5 204.3℃，年平均降水量为831.6 mm。试验期间降水量和气温日变化情况如图1所示。试验地供试土壤为潴育型土，种植前土壤的基本理化性质：pH 6.8，总氮（TN）含量2.5 g·kg-1，有机质含量30.3 g·kg-1，速效磷含量13.57 mg·kg-1。

1.2 试验设计与田间管理

采用裂区试验设计，主处理为2种秸秆还田处理[秸秆还田（S+）与不还田（S-）]，副处理为3种稻作模式[双季稻（DR）、再生稻（RR）和春玉米-晚稻（玉稻，MR）模式]，共计6个处理，分别为双季稻+秸秆不还田（DR）、双季稻+秸秆还田（DR+S）、再生稻+秸秆不还田（RR）、再生稻+秸秆还田（RR+S）、玉稻+秸秆不还田（MR）、玉稻+秸秆还田（MR+S）。每个处理3个重复，小区面积为50 m2（12.5 m×4 m），各小区之间用25cm宽的水泥隔开，以防止串水串肥。

双季稻模式：早稻（两优152）和晚稻（隆优4945）均采用移栽的方式种植，早稻于2022年4月26日移栽，晚稻于2022年7月24日移栽，种植密度均为26.7cmx16.7 cm。早、晚稻施肥量相同，水稻全生育期施氮总量为180 kg·hm-2、施磷（P20s）总量为75 kg·hm-2、施钾（K20）总量为180 kg·hm-2。早稻按基肥：分蘖肥：穗肥=5：2：3的比例施肥，晚稻按基肥：分蘖肥：穗肥=2：2：1的比例施肥。

再生稻模式：再生稻（两优金丝占）种植密度为26.7 cm×16.7 cm。2022年4月26日移栽，2022年8月15日收获第一季，留桩30 cm后灌水。第一季施氮200 kg·hm-2、施磷（P2O5）75 kg·hm-2、施钾（K2O） 180kg·hm-2，按基肥：分蘖肥：穗肥=5：2：3的比例施肥；第二季促芽肥（氮肥75 kg·hm-2）在第一季齐穗后10 d施入，在2022年8月15日收获后10 d施入提苗肥（氮肥75 kg·hm-2），促芽肥与提苗肥按1：1施入。

玉稻模式：春玉米（郑单958）和晚稻（隆优4945）分别采用直播与移栽的方式种植。春玉米于2022年4月5日以覆膜厢作栽培方式直播，沟宽0.2 m，厢宽1.0 m，按0.8 m+0.4 m宽窄行，0.278 m株距播种，播种密度为6.0万株·hm-2，播种后进行人工覆膜。春玉米种植期间肥料作基肥一次性施入，全生育期施氮量为240 kg·hm-2、施磷（P2O5）量为135 kg·hm-2、施钾（K2O）总量为180 kg·hm-2。春玉米收获后泡田平整土地，于2022年7月24日移栽晚稻，移栽密度为26.7 cm×16.7 cm，肥料施用量同双季稻模式中的晚稻。

所有模式定位田块进行，每茬作物收获后秸秆全量还田。用家用小型粉碎机将秸秆粉碎至2 cm左右，均匀撒施至相应小区，在水稻移栽（再生稻除外）前1-2 d泡田，用手扶旋耕机将秸秆与土壤混合。试验开始前每个小区的土壤肥力状况一致，田间水分管理采取前期浅水分蘖、中期晒田、水稻生育后期干湿变换的方式，在水稻收获的前1周断水晒田。

1.3 气体样品采集与分析

CH4和N2O排放通量的测定采用人工静态箱-气相色谱法。静态箱为铝制，结构分箱体（45 cm×45cm×100 cm）和底座（45 cm×45 cm×20 cm）两部分，箱体外层以锡箔纸包裹以减缓箱内升温速度，底座设2 cm凹槽，采气时注水密封。采气频率为1周1次，遇到降雨和施肥后增加采样次数。采气时间为上午9：00-11：00，在采气箱盖箱后立即用注射器采集第一针气体，然后每隔8 min依次采集，每个采样点连续采集3次气体样品。将采集的气体带回实验室用Agilent 7890B气相色谱仪测定样品中CH4和NO2的浓度，CH4检测器FID检测温度为300℃，柱温为50℃，N2O检测器ECD检测温度为300℃，柱温为40℃。

1.4 土壤与植株样品采集与分析

土壤样品采集时间与气体采集时间保持一致。通过五点法在水稻分蘖期、抽穗期及成熟期（玉米则在成熟期）用内径为5 cm的土钻取深度为0-5、5-10cm以及10-20 cm的土样混合带回实验室，放入4℃冰箱中保存用于土壤可溶性有机碳（DOC）、铵态氮（NH4-N）、硝态氮（NO-3-N）和微生物量碳（MBC）的测定，测定方法分别为重铬酸钾氧化—外加热方法、紫外分光光度计法、靛酚蓝比色法、氯仿熏蒸提取法。

水稻收获时，每个小区在保证长势均匀的条件下随机收割3个1 m2区域的稻谷，样品自然风干测定产量。玉米收获时，在中间一个厢面收获两个连续20株的果穗，样品自然风干后进行测产。

1.5 数据计算与分析

CH4和N2O排放通量的计算公式：

F=ρ×H×△/Ct△t×273/（273+T）（1）

式中：F为温室气体排放速率，N2O的单位为μg·m-2·h-1，CH4的单位为mg·m-2·h-1;ρ为标准状态下的气体密度，N2O为1.964 kg·m-3，CH4为0.7 14 kg·m-3；H为采样箱高度，m；△C/△t为单位时间静态箱内气体浓度变化；T为静态箱内温度，℃；273为气态方程常数。

温室气体累积排放量的计算公式：

E=∑[（Fn+1+Fn）／2]×（tn+1-tn）×24（2）

式中：E为CH4或N2O的季节总排放量，kg·hm-2；Fn和Fn+1分别为第n次和第n+1次采样时CH4或N2O的排放通量，mg·m-2·h-1或μg·m-2·h-1；tn和tn+1分别为第n次和第n+1次的采样时间，d。

全球增温潜势（GWP）计算公式：

GWP=ECH4×29.8+EN2O×273（3）

式中：ECH4、EN2O分别为CH4和N2O的排放量，kg·hm-2。

温室气体排放强度（GHGI）计算公式：

GHCI=CWP/Y（4）

式中：Y为作物籽粒产量，kg·hm-2。

本研究利用Excel整理数据，利用SPSS统计软件对数据进行统计分析，采用双因素方差分析明确稻作模式和秸秆还田对CH4、N2O的累积排放量、GWP和GHGI的影响，并采用最小显著差异法（LSD法）分析处理间差异的显著性。采用Pearson相关性分析明确CH4和N2O与土壤性质之间的关系，所有统计分析的显著性水平都为P＜0.05。采用Origin制图。

2 结果与分析

2.1 CH4和N2O的排放通量

3种稻作模式的CH4排放通量动态存在差异（图2a）。双季稻模式下早稻与晚稻的排放高峰出现在分蘖期、孕穗期及抽穗期；再生稻模式下，头季稻的排放峰出现在分蘖期、孕穗期及抽穗期，再生季的排放峰出现在抽穗期；玉稻模式下，在整个玉米生长期间CH4排放通量一直处于较低水平，晚稻的排放峰出现在分蘖期和孕穗期。秸秆还田和不还田条件下不同稻作模式的CH4排放通量变化范围分别为-0.7-26.1mg·m-2·h-1和-5.3-24.0 mg·m-2·h-1（图2a）。

3种稻作模式下N2O的排放规律变化不一致（图2b），但均在施肥后出现N2O排放峰。玉稻模式下较高的N2O排放通量出现在玉米种植前期，晚稻种植期间N2O排放通量较低。双季稻和再生稻模式下N2O排放通量在大部分观测时期内维持在较低水平。秸秆还田下N2O排放通量变化范围为-132.3-580.0μg·m-2·h-1，秸秆不还田下N2O排放通量变化范围为-152.3-212.9 μg·m-2·h-1。

2.2 CH4和N2O的累积排放量

稻作模式对第二季CH4累积排放量影响显著（表1），无论秸秆是否还田，双季稻模式第二季CH4累积排放量高于再生稻和玉稻模式（图3a）。稻作模式和秸秆管理显著影响了第一季和周年CH4累积排放（表1），在再生稻模式下，秸秆还田的第一季CH4累积排放比秸秆不还田提高了44.3%。双季稻和再生稻模式间周年CH4累积排放量均显著高于玉稻模式；与秸秆不还田相比，秸秆还田使双季稻周年CH4累积排放增加31.5%，再生稻模式增加了33.9%（图3a）。

稻作模式与秸秆管理两者交互作用对第一季N20累积排放量有显著影响（表1）。玉稻模式第一季N2O累积排放分别为1.7 kg·hm-2（还田）和1.2 kg·hm-2（不还田），均高于双季稻与再生稻模式（图3b）；秸秆还田使玉稻模式下N2O累积排放量增加了49.7%。秸秆管理、稻作模式及其两者交互作用对第二季N2O累积排放量均有显著影响（表1）。不论秸秆是否还田，再生稻模式第二季N2O累积排放量均显著低于双季稻和玉稻模式（图3b）。稻作模式、稻作模式与秸秆管理交互作用对冬闲期N2O累积排放量存在显著影响，不论秸秆是否还田，3种稻作模式冬闲期的N2O累积排放量大小顺序均为玉稻＞再生稻＞双季稻（图3b）。稻作模式、秸秆管理及二者的交互作用显著影响了周年N2O排放量（表1）。无论秸秆是否还田，玉稻模式周年N2O累积排放量显著高于双季稻和再生稻模式；与秸秆不还田相比，秸秆还田使玉稻模式周年N2O累积排放增加36.3%。

2.3 GWP、经济产量和GHGI

秸秆管理与稻作模式对第一季和周年GWP影响显著（表1）。周年GWP主要由CH4排放贡献（78.6%-98.5%），N2O排放引起的贡献较小（表2）。双季稻模式下秸秆还田处理的周年GWP分别比不还田处理增加了31.8%，再生稻模式下秸秆还田处理的周年GWP分别比不还田处理增加了32.8%，玉稻模式周年GWP在秸秆还田和不还田间差异不显著。无论秸秆是否还田，玉稻周年GWP显著低于再生稻和双季稻模式（图4a）。

秸秆还田影响双季稻产量（图4b），稻作模式显著影响第一季和第二季的产量（P＜0.05，表1）。相比秸秆不还田，秸秆还田下玉稻模式的第一季产量增加了48.5%（P＞0.05）；第一季再生稻产量分别比双季稻和玉稻模式高33.8%和105.8%（秸秆不还田）及27.9%和46.7%（秸秆还田）。第二季玉稻产量分别比双季稻和再生稻模式高6.7%和28．0%（秸秆不还田）及17.0%和89.7%（秸秆还田）。稻作模式对周年的GHGI影响显著（表1）；无论秸秆还田与否，玉稻模式CHGI均低于再生稻和双季稻模式（图4c）。

2.4 土壤环境因子的变化及相关性分析

在水稻生长期间，田间处于淹水阶段，同时气温明显高于冬季。土壤NO-3-N含量受施肥的影响，施肥后出现第一个峰值，最大峰值出现在抽穗期。从周年来看，秸秆还田下双季稻和再生稻的平均NO-3-N浓度分别比不还田下高12.0%和8.4%，而玉稻模式还田处理平均NO-3-N浓度比不还田处理减少了9.3%（图Sa）。从周年来看，相比于秸秆不还田，秸秆还田下双季稻、再生稻和玉稻模式平均NH+4-N浓度分别增加了26.1%、11.8%和18.4%（图Sb）。

秸秆还田下，3种稻作模式的DOC平均浓度在3个土层中均为第一季高于第二季，且随土层加深而减少（图6a、图6c、图6e）。秸秆还田下的DOC平均浓度均高于秸秆不还田处理，秸秆还田下双季稻、再生稻和玉稻模式比不还田分别增加了38.2%、20.9%和25.9%。在5-10 cm双季稻模式中秸秆还田增加了土壤DOC含量。

秸秆还田下，第一季与第二季MBC平均浓度在3个土层中均以双季稻最高（图6b、图6d、图6f）。秸秆不还田下，第一季在3个土层中MBC平均浓度以玉稻最低，0-5 cm玉稻模式最低为71.2 mg·kg-1，5-10 cm土层中为56.5 mg·kg-1，10-20 cm土层为51.9 mg·kg-。3种模式MBC平均浓度均是秸秆还田高于不还田，与秸秆不还田相比，秸秆还田下双季稻、再生稻和玉稻模式MBC平均浓度分别增加了24.3%、10.1%和16.0%。

相关分析结果显示（图7），CH4排放与气温和土壤含水量呈极显著正相关（P＜0．01），而N2O排放量与NO-3-N、NH+4-N呈极显著正相关（P＜0．01）。此外，DOC与CH4和N2O呈负相关（P＞0.01），而MBC与N2O呈正相关（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 秸秆还田对不同稻作模式CH4排放的影响

秸秆还田对玉稻模式周年CH4累积排放没有显著影响，这说明秸秆还田对CH4排放的影响程度因稻田耕作模式而异，其原因可能是由于CH4的产生主要集中于淹水厌氧条件下，而玉稻模式下的管理方式不一致，土壤水分含量显著低于双季稻和再生稻田，该“干旱”条件抑制了CH4的产生。另外，双季稻和再生稻对秸秆响应之间的差异或与品种以及生育期长短有关，水分管理、温度等都会影响CH4的排放。土壤甲烷生成菌和甲烷氧化菌在CH4的产生和氧化过程中起着重要作用，它们的繁殖需要充足的底物和适宜的环境条件。作物秸秆本身含有大量的含碳基质，秸秆还田后逐渐分解可为产甲烷菌提供有效的碳底物，从而促进CH4的产生。本研究结果显示双季稻模式中秸秆还田增加了土壤DOC含量，说明秸秆还田增加了CH4产生的含碳物质。还田后的秸秆在分解过程中会消耗土壤中的氧气，降低土壤氧化还原电位，一方面有利于产甲烷菌的生长，另一方面较低的氧化还原电位可抑制甲烷氧化菌的活性，降低CH4的消耗量。

再生稻模式第一季、第二季CH4累积排放量差异较大（图3），再生季的CH4排放量仅占水稻季排放总量的21.5%（还田）及22.2%（不还田），这与樊迪等的研究结果相当。这一方面可能是因为头季生长较好，具有较大的CH4排放量。不同的水稻品种通过自身的生长发育过程、植株长势以及根际来影响稻田CH4的产生与排放。土壤中的CH4是由产甲烷菌在极端厌氧环境中作用于产甲烷底物产生的。另一方面可能是由于稻田CH4排放量与土壤NH+4-N含量呈正相关（图7），外源无机氮的施入增加了NH+4-N含量，提高了产甲烷菌活性。不同的是，玉稻模式第一季CH4排放量低于第二季，在玉稻模式中，玉米生长期间土壤长期处于好氧状态，该环境不仅抑制了CH4产生过程，充足的氧也有利于好氧甲烷氧化菌活性的提高，因此玉米生长期间CH4累积排放量显著低于双季稻模式的早稻季和再生稻模式的头季。此外，玉稻模式的晚稻季CH4排放量低于双季稻模式的晚稻季和再生稻模式的再生季，可能是因为前一季的旱作时间较长，导致土壤中存在大量的电子受体，尤其是高价铁和锰，从而形成了较强的氧化体系，这种情况抑制了土壤中产甲烷菌的活性。有研究表明，在稻田灌溉淹水之前，土壤排水干燥的时间越长，对于恢复产甲烷菌活性越不利。只有当土壤中的氧化态物质完全还原后，土壤才能提供给产甲烷菌所需的适宜生存环境。

3.2 秸秆还田对不同稻作模式N2O排放的影响

由于受到温度、还田量、施肥等因素的影响，秸秆还田对N20排放尚未有统一的结论。本研究发现，秸秆还田增加了双季稻和玉稻模式周年N2O累积排放量，但对再生稻模式周年N2O累积排放量没有显著影响，这说明秸秆还田对N2O排放的影响程度也因稻田利用模式而异。前人的研究结果表明秸秆还田增加农田土壤N2O排放。土壤N2O的产生主要来自于微生物的硝化和反硝化过程。秸秆还田增加了土壤DOC和NH+4-N含量，由此可为硝化和反硝化菌提供充足的能源，此外秸秆分解消耗了部分氧形成微厌氧区为反硝化微生物提供了一个良好环境，充足的碳底物和微厌氧区有利于反硝化反应的进行。

本研究结果表明无论秸秆是否还田，玉稻模式周年N2O排放量均高于双季稻和再生稻模式（图3），这种差异主要来自于第一季。这主要是因为在玉稻模式中，玉米生长期间土壤的通气状况较好，促进了硝化过程的进行，从而增强了N2O产生速率；而双季稻和再生稻模式第一季干湿交替，再生季持续淹水，过程中的厌氧环境有利于完全反硝化过程的进行，使得大量N2O被还原为N2，从而降低了N2O排放通量。双季稻和再生稻模式N2O排放差异主要来自于第二季，这可能是由于晚稻施肥次数多于再生季且有晒田期，王伊琨等的研究表明施肥促进硝化反硝化作用，秸秆覆盖增加土壤湿度，促进土壤微生物活动，增加了N2O的排放；再生稻的再生季由于高温长期淹水状态，土壤处于强还原状态，反硝化作用进行彻底，N2O排放量较低。

3.3 秸秆还田对不同稻作模式GWP和GHGI的影响

GWP可用于评估陆地生态系统温室气体排放对气候变化的潜在影响。在所有处理中，周年GWP主要由CH4排放贡献，N2O排放的贡献占比较小（表2），这与成臣等的研究结果一致，表明减少稻田CH4排放对减缓温室效应至关重要。无论秸秆是否还田，玉稻模式的周年GWP显著低于双季稻和再生稻模式，这主要是由于玉稻模式增加的N2O增温潜势低于减少的CH4增温潜势。秸秆还田增加了双季稻模式与再生稻模式的周年GWP，但对玉稻模式周年GWP没有显著影响，说明在农业生产中考虑秸秆是否还田时，不应忽视当地的稻田种植模式。

CHGI将GWP与作物产量相结合，是一个温室效应综合评价指标。本研究结果显示玉稻模式周年GHGI显著低于双季稻和再生稻模式。相关研究表明不同稻田种植模式涉及不同的作物类型和田间管理方式，因此温室气体排放和农作物产量之间存在较大差异，进而导致GHGI存在一定差异。本研究结果显示秸秆还田并未显著改变3种稻作模式的季节和周年经济效应，因此，秸秆还田对不同稻作模式GHGI的影响程度取决于GWP。

综上所述，在双季稻、再生稻和玉稻轮作模式中，玉稻轮作的GWP和CHGI显著低于其他两种稻作模式，在平衡经济和环境效益中具有一定的优势，是一种生态环境友好型的稻田种植模式。

4 结论

（1）双季稻和再生稻模式周年CH4累积排放量均显著高于玉稻模式，双季稻和再生稻模式周年N2O累积排放量显著低于玉稻模式。秸秆还田对CH4和N2O排放的影响程度因稻作模式而异。秸秆还田提高了双季稻和再生稻周年CH4累积排放量及双季稻和玉稻模式周年N2O累积排放量。

（2）秸秆还田下玉稻模式的全球增温潜势（CWP）和温室气体排放强度（GHGI）均为最低，主要由于其周年CH4排放量较低。秸秆还田增加了双季稻和再生稻的周年GWP，但对玉稻模式周年GWP没有显著影响。

（3）玉稻模式在平衡经济和环境效益中具有一定的优势，是一种生态环境友好型的稻田种植模式。此外，在农业生产中考虑秸秆是否还田时，不应忽视当地的种植模式。

（责任编辑：李丹）

基金项目：国家重点研发计划项目（2022YFE0209200-04）；国家自然科学基金项目（31870424）；长江大学湿地生态与农业利用教育部I程研究中心开放基金项目（KF202308. KF202309）