第九届青年地学论坛

浮萍是稻田生态系统常见的小型浮游水生植物，具有快速繁殖的特性，对稻田田表微生态特别是碳氮元素循环转化具有重要的影响。淹灌稻田浮萍快速繁殖影响水体光照、氧气、温度，及其对氮的快速吸收，会对水稻生长发育产生负面效应。在稻-萍系统应用节水灌溉技术，通过田间水分的干湿交替来控制浮萍的生长繁殖与腐解还田，可能是极具固碳节肥减排潜力的稻田管理模式，但目前尚未有研究关注。基于此，我们进行了为期三年(2020-2022)的田间试验，研究了两种水分管理方式(淹水灌溉与干湿交替灌溉)对水稻-浮萍系统的水稻生长发育、浮萍繁殖、土壤碳氮、活性氮损失、温室气体排放的影响。研究结果表明，干湿交替灌溉下的稻-萍系统浮萍密度保持在85%覆盖度，干湿交替灌溉有效地控制了浮萍的过度繁殖；干湿交替灌溉下的浮萍充当了氮的“缓存器”角色，在一个特定的干湿循环的前2天内，浮萍可以储存0.5-1.5 g N m2氮，然后在接下来的3天内释放0.3-1.0 g N m2；干湿交替灌溉下稻萍系统表层土壤的全氮和有机碳含量显著高于无萍稻田。由于浮萍的覆盖和储放功能，稻田-浮萍系统中氮表观损失量分别比无浮萍稻田降低1.4 ~ 12.5%（淹灌）和22.1 ~ 31.3%（干湿交替灌溉），浮萍存在显著降低了稻田氨挥发和温室气体（CH4和N2O排放），缓解了稻田生态系统全球增温潜势。稻-萍系统的干湿交替灌溉应用为构建高效绿色可持续稻作提供了一种极具潜力的解决方案。
 

稻田生态系统,浮萍,干湿交替灌溉,氮素利用效率,活性氮排放,温室气体排放