有机-无机肥不同配施比例对稻季CH4和N2O排放的影响

刘红江，郭智，张丽萍，朱兴连，孙国峰，陈留根，郑建初*. 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，江苏 南京 004；. 江苏太湖地区农业科学研究所，江苏 苏州555



有机-无机肥不同配施比例对稻季CH4和N2O排放的影响

刘红江1，郭智1，张丽萍1，朱兴连2，孙国峰1，陈留根1，郑建初1*
1. 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，江苏 南京 210014；2. 江苏太湖地区农业科学研究所，江苏 苏州215155

摘要：2015年通过大田小区试验，以粳稻品种武运粳29号为供试材料，在等氮量有机肥替代化肥条件下，设置5个不同有机-无机肥配施比例处理，采用静态箱暗箱-气相色谱法，对水稻生长季稻田 CH4和N2O排放通量进行观测，并运用全球增温潜势（global warming potentials，GWP）对稻田CH4和N2O排放的温室效应进行测算。结果表明：（1）不同处理稻季CH4排放的季节性变化趋势基本一致，但排放量大小差异显著，单施化肥（M1）、25%有机肥（M2）、50%有机肥（M3）、75%有机肥（M4）、100%有机肥（M5）替代化肥处理稻季CH4累积排放量分别为203.37、242.06、255.04、288.06、334.46 kg·hm-2；不同处理稻季N2O排放的季节性变化趋势也基本一致，但排放量大小差异显著，M1、M2、M3、M4、M5处理稻季N2O累积排放量分别为3.96、3.43、3.27、2.97、2.60 kg·hm-2；（2）不同处理稻季排放CH4和N2O产生的增温潜势高低顺序为：M5＞M4＞M3＞M2＞M1，M5处理的增温潜势为9 136.8 kg·hm-2；（3）有机肥替代化肥与单施化肥比较，增加了太湖地区的稻田温室效应，但是，50%有机肥替代化肥的M3处理在获得较高水稻产量的同时，其单位产量的全球增温潜势在配施有机肥的各处理中表现为最低，是相对适宜的有机肥替代化肥的替代比例。

关键词：有机-无机肥；配施比例；稻田；CH4；N2O；增温潜势

引用格式：刘红江， 郭智， 张丽萍， 朱兴连， 孙国峰， 陈留根， 郑建初. 有机-无机肥不同配施比例对稻季CH4和N2O排放的影响［J］. 生态环境学报， 2016， 25（5）: 808-814.

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我国是水稻种植大国，常年种植面积约3.0×107hm2，占全世界的 20%左右（中华人民共和国国家统计局，2014），稻田是大气中温室气体CH4和N2O的重要排放源之一（李香兰等，2008a）。Sass et al. （1991）认为中国稻田排入大气中的 CH4占全世界水田土壤CH4排放总量的37.6%。我国稻田在水稻生长期排放的 N2O占所有农田 N2O排放总量的7%～11%（intergovernmental panel on climate change，IPCC，2007；Zou et al.，2007）。稻田CH4和N2O的排放规律以及减排措施已经成为各国科学家研究的热点问题。稻田施肥和水浆管理是影响CH4和N2O排放的两大主控因子，特别是稻田氮肥的施用，不仅增加稻田土壤 N2O排放的潜在风险（李方敏等，2004），同时对CH4的排放产生重要影响（Cai et al.，1997）。关于施肥对稻田温室气体排放的影响以及减排措施，前人的研究主要集中在单纯化肥、有机肥（邹建文等，2003；罗良国等，2010； Zou et al.，2009；秦晓波等，2006；刘金剑等，2008）、控释肥（李方敏等，2004；李方敏等，2005）、控失肥（贺非等，2013）、脲酶抑制剂（李香兰等，2008a；贺非等，2013；Boeckx et al.，2005）等的施用对稻田温室气体排放的影响方面。已有研究表明，有机肥-化肥配施能够促进作物的生长发育，增加作物产量，并可以提高土壤肥力水平（马俊永等，2007），50%有机肥等氮量替代化肥处理能够减少稻田地表径流总氮流失量（郭智等，2013），有机-无机肥配施还可以提高氮素利用效率（Song et al.，2007）。而有机-无机肥不同配施比例对稻田CH4和N2O排放的综合影响报道较少。为此，本研究于2015年采用大田小区试验，在上季小麦秸秆全量还田、等氮量替代条件下，设计5个不同有机-无机肥配施比例，定量研究不同有机-无机肥配施比例对稻田CH4和N2O排放的综合影响，探索有机-无机肥适宜的配施比例，以期为我国水稻生产合理施肥和稻田温室气体减排提供科学依据。

1　材料与方法

1.1 试验地点

本试验于2015年6月—2015年11月在江苏省苏州市相城区御亭现代农业产业园试验田（31°27′N，120°25′E）进行，该地区属北亚热带季风气候，年降水量1100 mm左右，年平均温度约15.7 ℃，年日照时间≥2000 h，年无霜期≥230 d，轮作制度为冬小麦-水稻轮作。试验田土壤为黄泥土，其基本理化性状为：有机质24.38 g·kg-1，全氮1.76 g·kg-1，总磷0.411 g·kg-1，速效氮44.37 mg·kg-1，速效磷16.23 mg·kg-1，速效钾169.06 mg·kg-1，容重1.24 g·cm-3，pH 6.9。

1.2 试验处理

试验采用随机区组设计，上季小麦秸秆全量耕翻还田，设单施化肥（M1）为对照，以及 25%有机肥（M2）、50%有机肥（M3）、75%有机肥（M4）、100%有机肥（M5）替代化肥，共5个处理，每个处理3次重复，小区面积为8 m×10 m，小区间田埂宽约0.5 m，高约0.2 m，田埂用薄膜覆盖。以单施化肥（化学氮、磷、钾肥施用量分别为300、150、150 kg·hm-2）为对照，腐熟的猪粪有机肥替代化肥处理均使用等量氮。经测定，猪粪有机肥中N、P2O5、K2O的含量分别为1.67%、1.40%、2.07%，不同处理肥料施用量以有机肥中测定出的氮含量为基准进行计算。施肥品种：施用含氮、磷、钾的15-15-15复合肥，氮、磷、钾肥不足部分用有效含氮量46%的尿素、有效磷含量15%的过磷酸钙和有效含钾量60%的KCL补齐，氮肥按基蘖肥60%、穗肥40%的比例施用，猪粪有机肥和磷、钾肥于耕作前作基肥一次性施用。

供试水稻品种为：武运粳29号。机插秧，2015 年6月20日插秧，移栽密度行距为30 cm，株距为13.3 cm，每穴3苗，11月5日收获；水分管理为6 月20日—7月23日采用浅水湿润灌溉（约5 cm），7月24日—8月12日进行两次脱水烤田，8月13日到收割前 12日进行间隙灌溉。其他田间管理，按照水稻高产栽培技术措施进行。

1.3 气样采集与分析

采用静态暗箱-气相色谱法，以手动采样的方式采集稻田CH4和N2O气体，静态箱底横截面积为50 cm×50 cm，采样箱用PVC材质制成，箱顶打孔安装温度计测定箱内温度，箱体高度随水稻高度而增加（拔节前50 cm、拔节后120 cm），采样箱外部包有海绵和铝箔纸，防止太阳照射导致箱内温度变化过大。采集气样时，将采样箱垂直安放在5 cm深凹槽的回型底座上，并加水密封，每隔10 min采 1次样，共3次。自水稻移栽后第3天起，每周采气2次，抽穗后每周1次，采样时间在上午9:00—11: 00。采样前打开采样箱内顶部两个12 V小风扇以充分混匀箱内气体。气样中的CH4和N2O浓度采用经改装的Agilent 7890 A气相色谱测定，分离柱为Porapak填充柱（80/100目），CH4检测器为FID，检测温度300 ℃，柱温60 ℃，载气为99.999%高纯N2，流速30 mL·min-1；N2O检测器为ECD，检测温度300 ℃，柱温60 ℃，载气为99.999%高纯氩甲烷气（95% Ar+5% CH4），流速40 mL·min-1，气体排放通量由 3个气样浓度经线性回归分析得出。气体排放通量采用下式计算：

式中，F为气体排放通量（mg·m-2·h-1或µg·m-2·h-1），ρ为标准状态下气体的密度（kg·m-3），h是采样箱的净高度（m），dc/dt为单位时间内采样箱内气体的浓度变化率，273为气态方程常数，T为采样过程中采样箱内的平均温度（℃）。

式中，Fa为稻田温室气体CH4和N2O累积排放量，Fi为各采样期内CH4和N2O的平均排放通量，Dn为采样期的天数。

根据CH4和N2O在100 a尺度上的全球增温潜势（GWP），分别为CO2的25和298倍，计算不同处理排放 CH4和 N2O产生的综合温室效应（IPCC，2007）。公式如下：

1.4 数据分析方法

采用Excel软件作图，SPSS 13.0统计软件进行差异显著性检验，各处理的比较采用最小显著差数（LSD）法，超过LSD0.05（或LSD0.01）水平的视为显著（或极显著）。CH4和N2O排放通量用每次观测3个重复的平均值季标准偏差来表示，季节平均排放通量是将3个重复的观测值按时间间隔加权平均后再平均。

2　结果与分析

2.1 稻季CH4排放通量的变化特征

由图1可知，不同处理稻季CH4排放均主要集中在水稻移栽后的40 d以内。水稻移栽后CH4排放通量逐渐增加，到3周后出现CH4排放通量高峰值。其中，M5处理 CH4排放通量高峰值最大，达到104.30 mg·m-2·h-1。此后，CH4排放通量出现先减后增的变化过程，这可能与田间出现了1次自然落干有关，到移栽后32 d CH4排放通量出现又一峰值，此后开始不断下降，这与7月下旬水稻开始烤田，而CH4需要在厌氧条件下产生有关。8月中旬烤田结束后，田间复水，但是CH4排放通量始终保持在较低水平，直至水稻成熟，各处理排放通量均低于2.0 mg·m-2·h-1。说明水浆管理方式直接影响稻田CH4排放通量。就不同处理而言，在等氮量替代条件下，随着有机肥替代化肥比例的增加，从M1处理到M5处理，CH4排放通量明显增加，从M1到M5处理CH4平均排放通量依次为8.13、9.71、10.25、11.60、13.52 mg·m-2·h-1。

2.2 稻季N2O排放通量的变化特征

图2　稻季不同处理N2O排放通量的季节变化Fig. 2　The seasonal variation of N2O fluxes during rice growth season under different treatments （n=3）

由图2可知，不同处理稻季N2O排放通量的季节性变化基本相同，均呈单峰曲线趋势。水稻移栽后30 d，稻田处于淹水状态，各处理N2O排放通量均维持在较低水平，不同处理间差异不大；到7月下旬水稻进入生长中期，开始脱水烤田，不同处理稻季N2O排放通量均迅速增加，并出现N2O排放通量峰值，其中，M1处理N2O排放通量高峰值最大，达到1293.3 µg·m-2·h-1；到8月中旬烤田结束后复水，N2O排放通量又急剧下降；直至水稻收获前15 d田间自然落干，稻田N2O排放通量略有增加。说明水浆管理方式也是稻田 N2O排放通量的主要影响因素。就不同处理而言，在等氮量替代条件下，从M1处理到M5处理，随着有机肥替代化肥比例的增加，N2O排放通量逐渐减小， N2O平均排放通量依次为 157.8、136.7、129.6、117.4、102.7 µg·m-2·h-1。

2.3 稻季不同生育阶段CH4和N2O累积排放量

将水稻大田生长期划分为移栽至有效分蘖临界叶龄期、有效分蘖临界叶龄期至拔节期、拔节期至抽穗期、抽穗期至成熟期等4个生育阶段。比较不同生育阶段不同处理间CH4和N2O排放的差异，进一步明确不同处理对稻田CH4和N2O排放量的影响。从图3可以看出，不同处理CH4累积排放均集中在水稻移栽至有效分蘖临界叶龄期，占水稻全生育期的比例为70.9%～73.6%，其次是水稻有效分蘖临界叶龄期至拔节期，占水稻全生育期的比例为17.9%～19.4%，而水稻拔节期至抽穗期和抽穗期至成熟期CH4累积排放量则相对较小，合计占水稻全生育期的10.0%左右，不同处理、不同生育阶段CH4累积排放量的差异达到显著水平。不同处理水稻移栽至有效分蘖临界叶龄期CH4累积排放量高低顺序为：M5＞M4＞M3＞M2＞M1，其中M5处理CH4累积排放量达到 246.06 kg·hm-2，比 M1处理增加了70.8%，不同处理间的差异均达到显著水平；不同处理水稻有效分蘖临界叶龄期至拔节期CH4累积排放量高低顺序为：M5＞M4＞M3＞M2＞M1，其中M5处理CH4累积排放量达到64.21 kg·hm-2，比M1处理增加了71.8%，不同处理间的差异均达到显著水平；不同处理水稻拔节期至抽穗期CH4累积排放量高低顺序为：M5＞M4＞M3＞M2＞M1，其中M5处理CH4累积排放量为11.59 kg·hm-2，比M1处理增加了23.1%，不同处理间的差异多数未达到显著水平；不同处理水稻抽穗期至成熟期CH4累积排放量差异不大，排放量在12.57～12.90 kg·hm-2之间，不同处理间的差异未达到显著水平。

从图3可以看出，不同处理N2O累积排放均集中在水稻脱水烤田的有效分蘖临界叶龄期至拔节期，占水稻全生育期的比例为58.4%～60.2%，抽穗期至成熟期阶段N2O累积排放量最小，占水稻全生育期的比例为5.6%～8.0%（图3）。不同处理、不同生育阶段N2O累积排放量的差异达到显著水平。不同处理水稻移栽至有效分蘖临界叶龄期 N2O累积排放量高低顺序为：M1＞M2＞M3＞M4＞M5，其中M1处理N2O累积排放量为0.39 kg·hm-2，比M5处理增加了62.6%，不同处理间的差异均达到显著水平；不同处理水稻有效分蘖临界叶龄期至拔节期N2O 累积排放量高低顺序为：M1＞M2＞M3＞M4＞M5，其中 M1处理 N2O累积排放量为 2.38 kg·hm-2，比M5处理增加了56.3%，不同处理间的差异均达到显著水平；不同处理水稻拔节期至抽穗期 N2O累积排放量高低顺序为：M1＞M2＞M3＞M4＞M5，其中 M1处理 N2O累积排放量为 0.97 kg·hm-2，比M5处理增加了49.8%，不同处理间的差异均达到显著水平；不同处理水稻抽穗期至成熟期N2O累积排放量差异不大，排放量在 0.20～0.26 kg·hm-2之间。

图3　不同处理水稻不同生育阶段CH4 和N2O的累积排放量Fig. 3 CH4and N2O accumulation emissions at different rice growth stages under different treatments （n=3）

2.4 稻季 CH4和 N2O的排放总量及其全球增温潜势

就水稻整个生育期CH4累积排放总量而言，不同处理稻田 CH4累积排放量高低顺序为：M5＞M4＞M3＞M2＞M1（表 1），这与有机肥投入比例的高低顺序一致，M2、M3、M4、M5处理相对单施化肥的M1处理CH4累积排放量分别增加了19.0%、25.4%、41.6%、64.5%，不同处理间的差异均达到显著水平。就水稻整个生育期N2O累积排放总量而言，不同处理稻田 N2O累积排放量高低顺序依次为：M1＞M2＞M3＞M4＞M5（表 1），这与有机肥投入比例的高低顺序刚好相反，M2、M3、M4、M5处理相对单施化肥的M1处理N2O累积排放量分别减少了 15.3%、21.0%、33.4%、52.0%，不同处理间的差异均达到显著水平。

表1　不同处理稻季CH4和N2O排放总量及其全球增温潜势（GWP）Table 1　Seasonal amounts of CH4 and N2O emissions during rice growth season and their GWP as affected by different treatments

根据IPCC（2007）的统计结果，在100 a尺度上，CH4和N2O的温室效应系数分别为25和298，按照不同处理CH4和N2O的排放量计算不同处理的全球增温潜势（GWP）。由表1可以看出，不同处理水稻季CH4的排放对温室效应起主导作用，各处理占全球增温潜势的比例为81.2%～91.5%，是温室气体减排的主要控制对象。从全球增温潜势来看，不同处理排放的CH4和N2O所产生的GWP高低顺序依次为：M5＞M4＞M3＞M2＞M1（表 1），这与有机肥投入比例的高低顺序一致，M2、M3、M4、M5处理相对单施化肥的M1处理的GWP分别增加了 13.0%、17.4%、29.1%、45.9%，不同处理间的差异均达到显著水平。从水稻产量来看，不同处理水稻产量高低顺序为：M3＞M1＞ M2＞M4＞M5（表1），50%有机肥替代化肥的M3处理水稻产量最高，M3处理和 M1处理水稻产量差异不大，但均显著大于其他处理。采用各处理温室气体排放的综合增温潜势与经济产量的比值“单位产量的 GWP”来评价不同有机-无机肥配施比例对CH4和N2O排放的综合影响（Zou et al.，2009；贺非等，2013），由表1可知，不同处理的单位产量GWP高低顺序为：M5＞M4＞M2＞M3＞M1（表 1），除单施化肥的 M1处理以外，有机肥-无机肥配施的处理中，以 50%有机肥替代化肥的M3处理单位产量GWP最低，不同处理间的差异达到显著水平。

3　讨论

稻田CH4的产生除需要产甲烷基质外，还需要适宜的环境条件。有研究表明，当土壤产甲烷菌在土壤氧化还原电位低于-150 mV时代谢活跃，有利于CH4的大量产生（展茗等，2008），在稻田处于淹水状态时，有机物料的降解加速了土壤氧化还原电位的下降，为CH4的产生提供了良好的厌氧环境条件，因而促进了稻田CH4的排放（李波等，2013）。为此，在水稻生产过程中，可以通过水浆管理方式的合理应用，有效减少稻田温室气体CH4的排放（李香兰等，2008b）。此外，作为产甲烷基质的有机物料，其种类、施用量、施用时间、施用方式均会对稻田CH4的排放量产生重要影响（邹建文等，2003；马义虎等，2013；谢义琴等，2015）。本研究表明，不同处理稻田CH4排放通量在水稻生育前期表现为“双峰型”季节性变化特征，这主要与水稻移栽后，田间需要建立水层，以保证水稻活棵有关；到水稻移栽后20 d左右，CH4排放通量达到第1个高峰值；此后稻田需要短期脱水露田，CH4排放通量随之下降，待田间复水后，CH4排放通量又继续上升，并达到第二个高峰值；此后开始烤田，CH4排放通量直线下降，待田间复水后，可能是由于烤田及以后的干湿交替状态杀灭了产甲烷菌或降低了其活性，CH4排放通量一直维持在较低的水平（黄耀，2006），直至水稻收获。本研究中，有机-无机肥不同配施处理下稻田CH4排放总量高低顺序为：M5＞M4＞M3＞M2＞M1，CH4排放总量随着有机肥施用比例的增加而增加，主要是因为有机肥施用量的增加，为土壤产甲烷菌提供了充足的基质，显著提高了稻田甲烷的排放量（蔡祖聪等，2009）。但本研究有机肥施用处理CH4排放量与单施化肥处理相比较增加幅度小于前人的研究结果（邹建文等，2003），除了与本研究采用了耕翻措施，减少了稻田甲烷的排放量有关外（张岳芳等，2009），还可能与本研究水稻生育前期，阴雨寡照天气多，温度较低，影响了产甲烷菌的生理活性有关。

稻田 N2O的产生是土壤氮素在微生物的作用下，通过硝化和反硝化作用形成的，是一个复杂的物理、化学和生物学过程。同时，稻田N2O排放量主要受田间水分管理和肥料施用这两个因素的影响（Schuster et al.，1992）。本研究表明，不同处理稻田N2O排放通量，在7月下旬到8月上旬稻田排水烤田时均出现了先增加后减小的单峰曲线季节性变化特征，随着有机肥施用比例的增加，不同处理N2O排放通量的峰值逐渐减小，与前人的研究结果基本一致（Boeckx et al.，2005；张岳芳等，2013）。其原因是水稻生育前期田间处于淹水状态，土壤缺氧，抑制了硝化作用，N2O的排放量很少；水稻生育中期，排水烤田时形成了有氧环境，促进了土壤的硝化作用，增加了 N2O的排放量（张岳芳等，2013），此外，该时期作为水稻穗肥施用的尿素，在土壤脲酶的作用下转化成 NH4+-N，参与硝化作用，进一步增加稻田N2O的排放量（Boeckx et al.，2005；Xu et al.，2002）。就本研究不同处理稻季N2O排放总量来看，随着有机肥替代化肥比例的增加，不同处理N2O累积排放量逐渐减小，说明减少农田化学氮肥的投入量，能够显著减少稻季N2O排放量（代光照等，2009）。主要是因为有机肥的养分释放速度较慢，降低了土壤中的速效氮素含量，减弱了土壤微生物的活动，抑制了土壤的硝化和反硝化作用，从而减少了N2O的排放量（Azam et al.，2002）。此外，本研究稻季N2O排放总量绝对值明显大于前人的研究结果（贺非等，2013），主要是由于本研究稻季采用了耕翻措施，增加了稻田 N2O的排放（张岳芳等，2013；刘红江等，2015）。

本研究，增加有机肥的施用量虽然降低了稻田N2O的排放量，却显著增加了CH4的排放量，而稻季全球增温潜势（GWP）以CH4为主，各处理CH4排放产生的GWP均占总GWP的80%以上。因此，有机-无机肥不同配施比例对稻田CH4和N2O的综合温室效应——全球增温潜势（GWP）的研究结果表明，随着有机肥施用比例的增加，不同处理稻田CH4和N2O排放所产生的GWP逐渐增加。说明在等氮量替代条件下，增加有机肥的施用量将增加稻田温室效应。施用有机肥虽然增加了农田温室效应，但是能够大量消纳畜禽养殖废弃物，减轻畜禽养殖对环境的面源污染（郑建初等，2010）。长期定位试验研究表明，有机肥-化肥配施能够改善土壤质量，提高水稻产量（黄晶等，2013）。此外，农业的可持续发展需要经济效益和环境效益相协调，而稻田“单位产量的 GWP”这一指标能较好地反映经济效益和环境效益的协调性，能够综合评价不同有机-无机肥配施比例对稻田CH4和N2O排放的影响。本研究表明，不同处理“单位产量的GWP”高低顺序为：M5＞M4＞M2＞M3＞M1，除单施化肥的M1处理以外，有机-无机肥配施的处理中，以50%有机肥替代化肥的M3处理单位产量GWP最低。说明稻田施用有机肥时，在等氮量替代条件下，采用50%有机肥替代化肥，不但能够培肥地力、改善土壤理化性状、提高水稻产量，还能获得较高的生态环境效益。

4　结论

在等氮量替代条件下，有机-无机肥不同配施比例处理，稻田CH4累积排放量随着有机肥施用比例的增加而增加；稻田N2O累积排放量随着有机肥施用比例的增加而减小，处理间的差异均达到显著水平。有机-无机肥不同配施比例稻田CH4和N2O排放的综合温室效应——全球增温潜势（GWP），随着有机肥施用比例的增加而增加。就“单位产量的GWP”而言，50%有机肥替代化肥的M3处理单位产量GWP在配施有机肥的各处理中表现为最低。同时，M3处理水稻产量也表现为最高。因此，水稻生产中，在等氮量替代条件下，建议将50%有机肥替代化肥农田施用，在保证水稻产量的前提下，提高稻作的生态效益。

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DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.05.012

中图分类号：X144

文献标志码：A

文章编号：1674-5906（2016）05-0808-07

基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAD14B12）；中央财政农业技术推广资金项目［TG（14）049］

作者简介：刘红江（1979年生），男，副研究员，博士，主要从事农业生态和水稻栽培生理生态研究。E-mail: Liuhongjiang2004@sohu.com

*通信作者。郑建初，E-mail: zjc@jaas.ac.cn

收稿日期：2016-03-07

Effects of Different Combined Application Ratio of Organic-Inorganic Fertilization on CH4and N2O Emissions in Paddy Season

LIU Hongjiang1， GUO Zhi1， ZHANG Liping1， ZHU Xinglian2， SUN Guofeng1，CHEN Liugen1， ZHENG Jianchu1*
1. Institute of Agricultural Resources and Environments， Jiangsu Academy of Agriculture Sciences， Nangjing 210014， China；2. Suzhou City Academy of Agricultural Sciences， Suzhou 215155， China

Abstract：A field plot experiment was conducted to investigate the effects of different combined application ratio of organic-inorganic fertilization on CH4and N2O emissions in paddy season in a wheat-rice double cropping system by using the method of static chamber gas chromatographic-box techniques in 2015. The rice cultivar of Wuyunjing 29 was field-grown. Under the condition of equivalent nitrogen substitution， five treatments such as single chemical fertilization application （M1）， and 25% organic fertilizer （M2）， 50% organic fertilizer （M3）， 75% organic fertilizer （M4）， 100% organic fertilizer （M5） instead of chemical fertilizer were designed. And the greenhouse effect of CH4and N2O emissions from paddy field was calculated by using global warming potentials （GWP）. The results showed that: （1） the seasonal variation in CH4emissions was consistent in different treatments， but there was significant difference for CH4emissions amount， which was 203.37， 242.06， 255.04， 288.06， 334.46 kg·hm-2from M1 to M5 treatments， respectively. The seasonal variations in N2O emissions was consistent in different treatments， but there was significant difference for N2O emissions amount， which was 3.96， 3.43， 3.27， 2.97， 2.60 kg·hm-2from M1 to M5 treatments，respectively. （2） Turns of global warming potentials （GWP） of CH4and N2O emissions was M5 ＞ M4 ＞ M3 ＞ M2 ＞ M1 in different treatments of rice season， and M5 treatment significantly increased GWP （9 136.8 kg·hm-2）. （3） Comparison with M1 treatment of single chemical fertilization application， organic fertilizer instead of chemical fertilizer increased greenhouse effect in rice field in the Taihu area. However， M3 treatment of 50% organic fertilizer instead of chemical fertilizer ensured rice yield， and the GWP of per unit rice yield was the lowest in different treatments， so it was a relatively suitable replacement ratio of organic fertilizer instead of chemical fertilizer.

Key words：organic-inorganic fertilization； combined application ratio； CH4； N2O； global warming potential