水炭运筹下稻田痕量温室气体排放与水氮利用关系研究

张作合 李铁成 张忠学 李 凯 李浩宇 孔凡丹

(1.绥化学院农业与水利工程学院， 绥化 152061； 2.东北农业大学水利与土木工程学院， 哈尔滨 150030；3.东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室， 哈尔滨 150030)

0 引言

全球气候变暖问题已经受到世界各国的高度关注，农业生产活动是甲烷、氧化亚氮等非二氧化碳温室气体排放最主要途径之一，其中稻田是甲烷、氧化亚氮的主要排放源[1]。研究表明，甲烷和氧化亚氮总排放量中分别有10%～27%、12%～17.9%来自稻田[2-3]，甲烷和氧化亚氮在大气中的浓度虽远低于二氧化碳，但在100年尺度上甲烷和氧化亚氮的GWP分别是二氧化碳的28、265倍，对温室效应的贡献率分别为15%和5%[4]。因此，减少稻田温室气体排放量是缓解全球气候变暖最为有效的方法之一。近些年来，节水灌溉技术在各国的广泛应用，使水资源供需矛盾问题得到了有效地缓解。该技术的应用能够显著减少稻田甲烷排放量，但增加了稻田氧化亚氮排放量[5]，同时使稻田有机质分解加速，长期应用会导致土壤肥力降低，迫切需要开展与之相适应的碳管理方式，来实现土壤资源的可持续利用。传统的土壤碳管理措施如秸秆还田等，在显著增加土壤中有机碳及土壤肥力的同时，导致土壤碳排放的激增。同时由于东北地区受低温冷凉气候的影响，秸秆还田技术面临许多技术问题，如还田的秸秆当年难以腐烂，影响下年出苗率，病害增加等[6]。而新型生物质炭施用技术能够提高土壤有机质含量[7]，有利于土壤营养的释放和氮素的保留[8]，增加水稻的产量[9]，同时减少甲烷和氧化亚氮的排放[10]。

生物质炭对稻田甲烷、氧化亚氮排放的影响已得到广泛研究[11-14]。刘玉学等[11]在稻田中施加生物质炭，发现甲烷和氧化亚氮的累积排放量较对照处理显著降低(P<0.05)，分别降低64.2%～78.5%和16.3%～18.4%。蒋晨等[12]研究表明，施用生物质炭可有效减少甲烷排放，且甲烷的排放通量随着生物质炭用量的增加逐渐减少。李松等[13]发现生物质炭施用可以使稻田甲烷和氧化亚氮累积排放量减少，但过量生物质炭(超过20 t/hm2)对甲烷减排效果下降。祁乐等[14]研究紫色水稻土中施加生物质炭对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响，发现甲烷排放通量显著减小(P<0.05)，而对氧化亚氮无明显减排作用。上述研究对生物质炭是否可以减少稻田甲烷和氧化亚氮排放得到的结论较为一致，但不同地域的作用效果差别很大。另外，文献[15]研究了不同水炭运筹下稻田氧化亚氮排放规律，但只分析了氧化亚氮排放量与氮肥利用率之间的关系，关于甲烷排放与氮肥利用率之间的关系尚未进行研究。

本文以传统淹水灌溉作为对比，应用15N示踪技术，研究水炭运筹下稻田甲烷和氧化亚氮排放规律，以及稻作水氮利用对稻田痕量温室气体排放的影响，并计算稻田痕量温室气体的全球增温潜势(GWP)、排放强度(GHGI)。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在庆安国家灌溉试验重点站(127°40′45″E，46°57′28″N)进行，该站位于黑龙江省绥化市庆安县和平镇，是典型的寒地黑土水稻种植区。多年平均气温约为2.9℃，多年平均降水量约为550 mm，多年平均水面蒸发量约为750 mm。作物水热生长期为156～171 d，全年无霜期128 d左右。水稻生长期气温和降雨量日变化曲线如图1所示。

图1 水稻生长期气温和降雨量日变化曲线Fig.1 Daily variation curves of air temperature and precipitation

水稻秸秆制成生物质炭的转化率为1/3，即每公顷稻草可制成2.5 t的秸秆生物质炭。生物质炭的碳、氮含量分别为42.72%、1.26%，pH值为8.86。供试土壤pH值为6.40，其他主要理化性质(质量比计)：有机质为41.80 g/kg，全氮为1.51 g/kg，碱解氮为148.27 mg/kg，全磷为15.61 g/kg，速效磷为24.22 mg/kg，全钾为19.86 g/kg，速效钾为156.13 mg/kg。供试水稻品种为绥粳18，插秧密度为25 穴/m2。

1.2 试验设计

设置传统淹水灌溉(F)和干湿交替灌溉(C)两种水分管理模式(表1)。生物质炭施用量设4个水平，即0 t/hm2(B0)、2.5 t/hm2(B1)、12.5 t/hm2(B2)、25 t/hm2(B3)。共计8个处理，每个处理3次重复，共24个方形试验小区(10 m×10 m)。秸秆生物质炭在表层土壤中施入，并均匀混合；纯氮施入量110 kg/hm2，分为基肥(50%)、蘖肥(20%)、穗肥(30%)3个阶段施入；K2O施入量80 kg/hm2，分基肥(50%)和穗肥(50%)2个阶段施入；P2O5施入量45 kg/hm2，作为基肥一次性全部施入，并根据各阶段的施入比例计算尿素、过磷酸钙和硫酸钾的实际施入量。试验小区内设置15N示踪微区，在每个小区内预埋4 m2无底钢制方形框，微区内施用丰度为10.22%的15N标记尿素(上海化工研究院生产)，其他条件与所在小区相同。

表1 稻田各生育期水分管理Tab.1 Water management during each growth period of rice field

1.3 样品采集与测定

1.3.1肥料吸收利用率

根据文献[16]的方法分别计算各期氮肥的吸收利用率(NUE)。

1.3.2耗水量

水稻阶段耗水量计算式为

ETi=ΔWi+Ii+Pi-Ri

(1)

式中ETi——生育期阶段耗水量，mm

ΔWi——生育期阶段储水量差值，mm

Ii——生育期阶段灌水量，mm

Pi——生育期阶段降雨量，mm

Ri——生育期阶段排水量，mm

i表示生育阶段，i为1、2、3、4、5分别代表分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、灌浆期和成熟期。

水稻生育期总耗水量计算式为

ETtotal=∑ETi

(2)

式中ETtotal——生育期总耗水量，mm

水分利用效率WUE计算式为

(3)

式中Y——水稻经济产量，kg/hm2

1.3.3甲烷、氧化亚氮样品采集

甲烷、氧化亚氮的排放通量采用人工静态暗箱-气象色谱法定位观测。静态箱结构如图2所示，静态箱由上部箱体(材料为5 mm透明有机玻璃，根据株高变化选用60 cm和120 cm高度的箱体)和下部不锈钢底座(顶端密封槽宽2 cm、深5 cm，底部设置通水通气孔)构成，预埋底座和温度传感器。按照静态箱结构示意图安装采气管(入箱20 cm)、三通阀和注射器(60 mL)，三通阀另一个孔与采气袋连接。采气时，将水注入不锈钢底座的密封槽中来避免箱体中的气体与外界发生交换。田间气体采样按照生育期划分时段，采集气样的时间为当日的10:00—14:00之间[15,17]。每隔7～10 d采样一次，特殊情况增加气样采集次数。采样时，箱密封放置后静止2～3 min，使箱内气体混合均匀。每个处理分别在第0、10、20、30分钟各采集1次气体，一个气体样品为前后连续采集的两个气袋，并同步记录气温、地温和箱内温度。

图2 静态箱结构示意图Fig.2 Static box structure diagram1.底座 2.密封水槽 3.箱体 4.风扇 5.箱内温度传感器 6.采气管 7.三通阀 8.注射器 9.测温表 10.地表温度传感器 11.10 cm土壤湿度传感器 12.通水通气孔

1.3.4气体样品测定

甲烷、氧化亚氮样品采用气相色谱(岛津GC-17A型，日本)检测甲烷、氧化亚氮浓度。

稻田甲烷、氧化亚氮排放通量计算式为

(4)

式中F——甲烷的排放通量(mg/(m2·h))或氧化亚氮的排放通量(μg/(m2·h))

ρ——标准状态下甲烷、氧化亚氮的密度，分别为0.714、1.964 g/m3

H——箱体有效高度，m

dc/dt——采样过程中采样箱内甲烷或氧化亚氮浓度变化率，mL/(m3·h)

T——采样箱内的平均温度，℃

P0——标准大气压

P——采样箱内气压，取P=P0

甲烷、氧化亚氮总排放量(kg/hm2)[18]计算式为

(5)

式中n——生育期观测次数

Fi——第i次采样时甲烷、氧化亚氮排放通量，mg/(m2·h)

Fi+1——第i+1次采样时甲烷、氧化亚氮排放通量，mg/(m2·h)

其中ti+1-ti为第i次到i+1次采样的时间间隔，d。

1.3.5GWP和GHGI

全球增温潜势GWP(二氧化碳的GWP为1)以100 a为时间尺度，单位质量的甲烷和氧化亚氮气体的GWP分别为二氧化碳的28、265倍，计算式为

GWP=28fCH4+265fN2O

(6)

式中fCH4、fN2O——稻田生态系统在水稻本田期甲烷、氧化亚氮的排放量

温室气体排放强度GHGI，即单位产量的全球增温潜势(kg/kg)，计算式为

GHGI=GWP/Y

(7)

1.3.6产量

水稻成熟期进行测产。

1.3.7气象数据

由DZZ2型自动气象站自动记录。气体采样时用温度计测定土表温度、5 cm土层温度和10 cm土层温度。

2 结果与分析

2.1 不同水炭运筹下稻田甲烷、氧化亚氮排放规律

图3为水炭运筹下相同灌溉模式不同处理的甲烷排放通量变化曲线。比较干湿交替灌溉和传统淹水灌溉模式甲烷排放通量的变化曲线得到，干湿交替灌溉模式甲烷排放通量有3次峰值出现，而传统淹水灌溉模式只出现2次排放峰值。两种灌溉模式所有处理中甲烷的排放通量最高峰值均出现在插秧后第65天的拔节孕穗期。干湿交替灌溉模式水稻本田生长期甲烷排放通量最大值为23.51 mg/(m2·h)，而传统淹水灌溉模式甲烷排放通量最大值为45.13 mg/(m2·h)；干湿交替灌溉模式甲烷排放通量最小值为0.50 mg/(m2·h)，而传统淹水灌溉模式甲烷排放通量最小值为0.86 mg/(m2·h)。生物质炭施用量相同时，传统淹水灌溉模式各处理甲烷的排放通量较大，而干湿交替灌溉模式较小。

图3 水稻本田生长期各处理甲烷排放通量变化曲线Fig.3 Changes of methane emission flux of different treatments in rice growth period

图4为水炭运筹下相同灌溉模式不同处理的氧化亚氮排放通量变化曲线。比较干湿交替灌溉和传统淹水灌溉模式氧化亚氮排放通量的变化曲线得到，干湿交替灌溉模式各处理氧化亚氮排放通量在整个生育期剧烈波动，而常规灌溉模式各处理氧化亚氮排放通量波动较为和缓。干湿交替灌溉和传统淹水灌溉模式氧化亚氮排放通量最高峰值出现时间和数值都不同，传统淹水灌溉模式氧化亚氮的排放通量最高峰值在分蘖期晒田时出现，而干湿交替灌溉模式氧化亚氮的排放通量最高峰值则在拔节孕穗期出现。干湿交替灌溉模式水稻本田生长期氧化亚氮排放通量最大值为58.37 μg/(m2·h)，而传统淹水灌溉模式氧化亚氮排放通量最大值为41.03 μg/(m2·h)；干湿交替灌溉模式氧化亚氮排放通量最小值为0.62 μg/(m2·h)，而传统淹水灌溉模式氧化亚氮排放通量最小值为-7.75 μg/(m2·h)。生物质炭施用量相同时，干湿交替灌溉模式各处理氧化亚氮的排放通量均高于传统淹水灌溉模式。

图4 水稻本田生长期各处理氧化亚氮排放通量变化曲线Fig.4 Changes of nitrous oxide emission flux of different treatments in rice growth period

2.2 不同水炭运筹下稻田甲烷、氧化亚氮排放总量、GWP和GHGI

由表2可知，生物质炭施用量相同时，稻作传统淹水灌溉模式的甲烷总排放量显著高于干湿交替灌溉模式(P<0.05)，施加生物质炭可以明显减少稻田甲烷排放量。生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式氧化亚氮总排放量高于传统淹水灌溉模式，施加生物质炭可以明显减少稻田氧化亚氮排放量。虽然单位氧化亚氮排放所产生的GWP远大于甲烷，但氧化亚氮排放所产生的GWP仅为甲烷的1%左右。干湿交替灌溉模式产生的GWP小于传统淹水灌溉模式，且氧化亚氮排放产生的GWP在二者所产生GWP总量中所占的比例较小，因此各处理GWP的变化趋势与单位产量甲烷排放量的变化趋势基本一致。生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式所产生的GWP显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05)，施加生物质炭可以明显减少稻田GWP。干湿交替灌溉模式和传统淹水灌溉模式水稻本田生长期的GHGI分别在0.58～1.04 kg/kg 和0.86～2.23 kg/kg范围内变化。干湿交替灌溉和传统淹水灌溉模式的GHGI最大值的处理是DB0和FB0，而GHGI最小值的处理是DB2和FB3。比较干湿交替灌溉和传统淹水灌溉模式之间稻田GHGI可知，生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式的GHGI显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05)，分别降低53.47%、54.04%、59.86%和30.19%。施加生物质炭可以明显减少水稻本田生长期的GHGI，稻作干湿交替灌溉模式下DB1、DB2、DB3处理的GHGI较DB0处理分别降低6.75%、43.54%、42.31%，稻作传统淹水灌溉模式下FB1、FB2、FB3处理的GHGI较FB0处理分别降低5.58%、34.56%、61.55%。试验结果表明，生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式所产生的GWP、GHGI显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05)，施加生物质炭可以明显减少稻田痕量温室气体甲烷、氧化亚氮的GWP、GHGI。

表2 各处理的GWP和GHGITab.2 GWP and GHGI for each treatment

2.3 不同水炭运筹下稻作的水分利用效率和氮肥利用率

由表3可知，两种灌溉模式各处理水稻的耗水量分别在5 024.47～6 037.99 m3/hm2和6 946.37～7 740.81 m3/hm2范围内变化。生物质炭施用量相同时，干湿交替灌溉模式各处理水稻的耗水量显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05)。生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式的WUE显著高于传统淹水灌溉模式(P<0.05)，分别提高30.77%、27.52%、40.65%和28.35%。稻作干湿交替灌溉模式下DB1、DB2、DB3处理的WUE较DB0处理分别提高2.21%、27.21%、19.85%。稻作传统淹水灌溉模式下FB1、FB2、FB3处理的WUE较FB0处理分别提高4.81%、18.27%、22.12%。试验结果表明，生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式的WUE显著高于传统淹水灌溉模式(P<0.05)，施加生物质炭能够提高WUE。

表3 各处理的水分利用效率Tab.3 Water use efficiency of different treatments

由表4可知，干湿交替灌溉模式下31.07%～40.56%的肥料-15N被稻株吸收，生物质炭施用量相同时，较传统淹水灌溉提高了5.20%～11.91%；当生物质炭施加量为0～12.5 t/hm2时，两种灌溉模式稻株对肥料-15N的NUE均随着生物质炭施入量的增加而增大。干湿交替灌溉模式有15.55%～20.45%的基肥-15N被稻株吸收，且对基肥-15N的NUE低于传统淹水灌溉模式，适量的施入生物质炭可以增加稻株对基肥-15N的NUE；传统淹水灌溉模式稻株对基肥-15N的NUE随着生物质炭施入量的增加而增大。干湿交替灌溉模式适量施入生物质炭可以增加稻株对蘖肥-15N的NUE，且在生物质炭施用量相同时高于传统淹水灌溉，分别提高了13.92%、18.12%、19.32%和2.08%；传统淹水灌溉模式稻株对蘖肥-15N的NUE随着生物质炭施入量的增加而增大。施加适量的生物质炭可以增加稻株对穗肥-15N的NUE，生物质炭施用量相同时干湿交替灌溉模式高于传统淹水灌溉模式；传统淹水灌溉模式稻株对穗肥-15N的NUE随着生物质炭施入量的增加而增大。

表4 稻田整体及各期肥料氮素的吸收利用率Tab.4 Nitrogen absorption and utilization efficiency of fertilizer in whole and each stage of paddy field %

2.4 稻田GWP和GHGI与氮肥吸收利用率的相关性分析

表5为两种灌溉模式稻田痕量温室气体的GWP和GHGI与NUE之间的相关性。干湿交替灌溉模式下稻田痕量温室气体的GWP与WUE、以及GWP与氮肥整体、基肥、蘖肥、穗肥的NUE呈显著负相关(P<0.05)；稻田痕量温室气体的GHGI与WUE呈显著负相关(P<0.05)，与氮肥整体、基肥、蘖肥、穗肥的NUE呈极显著负相关(P<0.01)。传统淹水灌溉模式下稻田痕量温室气体的GWP与WUE、以及GWP与氮肥整体、蘖肥、穗肥的NUE呈显著负相关(P<0.05)，与基肥的NUE呈极显著负相关(P<0.01)；稻田痕量温室气体的GHGI与WUE、以及GHGI与氮肥整体、蘖肥的NUE呈显著负相关(P<0.05)，与基肥、穗肥的NUE呈极显著负相关(P<0.01)。

表5 稻田痕量温室气体的GWP和GHGI与水氮利用率的相关系数Tab.5 Correlation coefficients between GWP and GHGI of trace greenhouse gases and water and nitrogen utilization in paddy fields

3 讨论

在东北寒地黑土水稻种植区，节水灌溉技术被广泛应用。生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式甲烷总排放量显著高于传统淹水灌溉模式(P<0.05)。水稻分蘖末期，为了巩固水稻有效分蘖，会通过晒田措施来改善土壤环境，增强根系活力，控制稻株的无效分蘖，减少肥料浪费。短时间内稻田土壤含水量迅速下降，土壤的通气性增强，迅速增加了耕层土壤O2含量，致使耕层土壤处于强氧化状态，导致产甲烷菌活性降低和数量减少，因此，本研究在晒田期两种灌溉模式各处理的甲烷排放均急剧减小。生物质炭影响稻田甲烷排放的主要原因包括：生物质炭影响土壤水分含量、提高土壤O2含量及氧化还原电位(Eh)数值、改变微生物所需碳源供应量。土壤水分是影响稻田甲烷排放的关键因素之一[19]。通常情况下，土壤O2含量、甲烷扩散、产甲烷菌和甲烷氧化菌的活性均受土壤含水量的影响。稻田土壤水分较少时，产生的甲烷被甲烷氧化菌氧化导致排放量减少；水分较多时，有机物会进行厌氧分解，导致甲烷大量排放。总的来看，生物质炭对稻田土壤含水量的调节受生物质炭施入量及自身保水性、土壤类型及性质等因素的影响。水稻土在厌氧培养和好氧培养下甲烷排放量分别为1.18～118 g/g和0.41～136 μg/g[20]，二者之间的甲烷排放量差异显著(P<0.05)。施入稻田的生物质炭与土壤黏粒的结合，提高了土壤总孔度，增加了稻田土壤O2含量[21-23]，极大地提高了甲烷被甲烷氧化菌氧化的几率，从而减少甲烷排放。低氧化还原电位(小于-150 mV)是甲烷产生的必要条件[24]，Eh越低，产甲烷量越大。只有稻田土壤Eh低于-150 mV时才能生成甲烷，当Eh从-200 mV降到-300 mV时，甲烷生成量增加了10倍左右，而排放量却增加了17倍以上[25]。稻田施加生物质炭可以增加土壤O2含量，提高土壤的Eh，抑制甲烷生成[21-23]。同时生物质炭中含有大量K元素，K元素也有增加Eh的作用[26]，也可以抑制甲烷生成。另外，生物质炭会吸附土壤活性有机质，导致产甲烷菌的碳源减少[12]。施用生物质炭改善了农田土壤理化性质[27]，缩短了稻株根系形态建成时间，促进了前期根系生长，延缓后期根系衰老，有利于根系对水分和氮素的吸收，从而促进根系组织结构发育[28]。施加适量生物质炭提高了根系生理活性，促进根系对水分和矿物质元素的吸收，提高了稻作的水分利用效率和肥料的氮素吸收利用率[29]。

IPCC报告(2013年)显示，单位产量氧化亚氮产生的温室气体效应是CO2的265倍，而单位产量甲烷产生的温室气体效应是CO2的28倍[4]。两种灌溉模式相比，干湿交替灌溉模式虽然增加了单位产量氧化亚氮的排放量，但却降低了单位产量甲烷的排放量，而单位产量氧化亚氮排放量只有甲烷排放量的1%左右，所以稻田痕量温室气体的GWP、GHGI主要由甲烷排放量决定。相同生物质炭施用量下干湿交替灌溉模式稻田痕量温室气体的GWP、GHGI显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05)，施加生物质炭可以有效地减少GWP、GHGI。GHGI是一项重要的指标，它将温室效应与作物产量相结合进行综合温室效应评价[30-31]。前人的研究大多侧重于相关指标对温室气体排放总量和GWP影响分析[11-14]，而关于GHGI的相关评价研究不多。本研究中，水炭运筹下稻作水氮利用率与稻田甲烷、氧化亚氮的GWP和GHGI有着密切的关系，相关分析结果表明：两种灌溉模式稻田痕量温室气体的GWP和GHGI与WUE均呈显著负相关(P<0.05)；两种灌溉模式稻田痕量温室气体的GWP、GHGI与氮肥整体、基肥、蘖肥和穗肥的NUE均呈显著或极显著负相关。

在高肥力的寒地黑土区，关于水氮利用对甲烷、氧化亚氮排放的影响研究较少。本试验基于15N示踪技术研究稻田甲烷和氧化亚氮排放规律，以及稻作水氮利用对稻田痕量温室气体排放的影响，但对生物质炭的长期效应缺乏系统研究。

4 结论

(1)干湿交替灌溉和传统淹水灌溉模式所有处理中甲烷排放通量最高峰值均出现在插秧后第65天的拔节孕穗期，生物质炭施用量相同时，传统淹水灌溉模式各处理甲烷排放通量较大，而干湿交替灌溉模式较小。传统淹水灌溉模式氧化亚氮排放通量最高峰值在分蘖期晒田时出现，而干湿交替灌溉模式氧化亚氮排放通量最高峰值则在拔节孕穗期出现，生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式各处理氧化亚氮排放通量均明显高于传统淹水灌溉模式。

(2)生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式的甲烷总排放量较传统淹水灌溉显著降低(P<0.05)，生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式氧化亚氮总排放量高于传统淹水灌溉模式，施加生物质炭可以明显减少稻田甲烷、氧化亚氮排放量。生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式所产生的GWP、GHGI显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05)，施加生物质炭可以明显减少稻田痕量温室气体甲烷、氧化亚氮的GWP、GHGI。

(3)生物质炭施用量相同时，稻作干湿交替灌溉模式的WUE显著高于传统淹水灌溉模式(P<0.05)，施加生物质炭可以提高WUE。传统淹水灌溉模式稻作对基肥-15N、蘖肥-15N、穗肥-15N的NUE随着生物质炭施入量的增加而增大。干湿交替灌溉模式对基肥-15N的NUE低于传统淹水灌溉模式，适量施入生物质炭可以增加稻株对基肥-15N的NUE；干湿交替灌溉模式适量施入生物质炭可以增加稻株对蘖肥-15N和穗肥-15N的NUE，且相同生物质炭施用水平下高于传统淹水灌溉。

(4)干湿交替灌溉模式下稻田痕量温室气体的GWP与WUE、以及GWP与氮肥整体、基肥、蘖肥、穗肥的NUE呈显著负相关(P<0.05)；稻田痕量温室气体的GHGI与WUE呈显著负相关(P<0.05)，与氮肥整体、基肥、蘖肥、穗肥的NUE呈极显著负相关(P<0.01)。传统淹水灌溉模式下稻田痕量温室气体的GWP与WUE、以及GWP与氮肥整体、蘖肥、穗肥的NUE呈显著负相关(P<0.05)，与基肥的NUE呈极显著负相关(P<0.01)；稻田痕量温室气体的GHGI与WUE、以及GHGI与氮肥整体、蘖肥的NUE呈显著负相关(P<0.05)，与基肥、穗肥的NUE呈极显著负相关(P<0.01)。