摘要: 为探究江苏省稻麦轮作系统CH4以及N2O排放与氮肥用量之间的定量关系以及最佳施肥方案，基于多水平定量施氮试验对稻麦轮作种植模式氧化亚氮以及甲烷排放和施氮的关系进行精确估算，构建稻麦轮作系统碳足迹（CF）与生态经济净收益（NEEB）模 型，基于该模型提出施肥优化方案，以期为减排措施提供理论依据。田间试验于2022年11月至2023年10月进行，为稻麦轮作体系。麦季试验设置6个氮水平处理，分别为N0(0 kg N·hm-2)、N180(180 kg N·hm-2)、N240(240 kg N·hm-2)、N270(270 kg N·hm-2)、N300(300 kg N·hm-2)和N360(360 kg N·hm-2)。稻季试验设置5个氮水平处理，分别为N0(0 kg N·hm-2)、N180(180 kg N·hm-2)、N240(240 kg N·hm-2)、N300(300 kg N·hm-2)和N360(360 kg N·hm-2)，同一施氮水平试验均在同一试验小区 进行轮作。采用静态箱/气相色谱法连续监测农田中甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放量，并综合稻麦产量和全球增温潜势（GWP）对温室气体排放强度（GHGI）进行分析。本试验中，稻麦两季CH4累积排放量变化范围为312-471 kg·hm-2。在稻麦轮作周期内N2O 累积排放量为0.77-4.71 kg·hm-2。除N360外，同一施氮处理下的麦季氧化亚氮排放高于稻季排放。在整个稻麦轮作周期内，GWP的变化范围为8473-12136 kg·hm-2，不同处理GWP从大到小依次为：N180、N0、N360、N300、N240。稻麦轮作周期内各处理CH4对 GWP的贡献率范围为87.9%-98.1%，N2O对GWP贡献率的变化范围为1.9%-12.1%。稻麦轮作周期内GHGI变化范围为0.50-1.67，N0温室气体排放强度最高，且显著高于其他处理。各季的N2O排放量与施氮水平均呈指数函数关系（P<0.01）。各季的CH4排放量与施氮 量的最佳拟合均为一元三次方程，施氮对甲烷排放影响达到了显著水平（P＜0.05）。同时，本研究通过构建稻麦轮作碳足迹与生态经济净收益模型发现，NEEB在283 kg N·hm-2的施氮量处达到最大值24997元·hm-2，CF在267 kg N·hm-2的施氮量处达到最小 值1.14 kg C·kg-1，表明267-283 kg N·hm-2的施氮量为最优生态经济效益施肥方案。在此方案下，可以综合考量作物经济收益以及温室气体减排效益。上述结果表明，稻麦轮作系统N2O排放随着施氮水平的增加而显著增加，N2O的排放和施氮水平呈指数关 系。甲烷排放随氮肥水平增加呈现先降低再升高的趋势，甲烷和施氮水平的最佳拟合方程为一元三次函数，这表明适宜的施氮水平可以减少CH4排放。在整个稻麦轮作周期内，随着施氮量的增加，N2O对GWP的贡献率逐步提升，CH4的贡献率进一步下降，各氮肥 处理稻季CH4排放对GWP的贡献率始终占主导地位。因此，在稻麦轮作系统温室气体减排的研究中应该重点关注稻季CH4排放。综合稻麦产量与全球增温潜势，协同构建碳足迹与生态经济净收益模型，表明267-283 kg N·hm-2的施氮量为最优施肥方案。