稻田是重要的温室气体排放来源之一。稻田生态系统的温室气体排放总量，从1961年到2019年，以平均每年增排320万吨CO2当量的速度增加。中国是世界上最大的稻米生产国。为满足社会高速发展和人口增加，化肥被大量使用。化肥的过量使用会导致N2O和CH4排放增加、水体氮和磷污染等环境问题。因此，亟需要经济、可持续的措施来减少稻田温室气体排放和化肥使用量。前期研究表明，农田施用有机肥是增加土壤碳固定的常规措施，且能够减少温室气体排放和化肥使用。但有关双季稻田施用有机肥的温室气体净排放效应尚不清楚。
近日，中国科学院亚热带农业生态研究所土壤生态与环境课题组在双季稻田化肥减量配施猪粪温室气体减排方面取得进展。通过三年研究发现，与常规化肥处理相比，化肥减量50%并配施猪粪处理的平均年CH4排放量增加了32%，N2O排放量则减少51%，同时年土壤有机碳固持量增加了192%。综合分析CH4和N2O排放以及土壤固碳产生的温室气体净排放，化肥减量配施猪粪主要通过增加土壤碳固持分别减少双季稻田52%的温室气体净排放和53%的单位产量净排放。化肥减量配施猪粪通过增加土壤微生物量碳和氮、土壤有机碳含量和pH值提高了稻田土壤肥力。因此，化肥减量配施猪粪能够经济、有效地减少双季稻田温室气体排放和化肥施用量，并改善土壤肥力，该研究成果为稻田施用有机肥来固碳减排提供了科学依据，对种养结合绿色低碳农业的发展具有指示意义。
研究成果以题为Reduction in net greenhouse gas emissions through a combination of pig manure and reduced inorganic fertilizer application in a double-rice cropping system: Three-year results发表在Agriculture Ecosystems & Environment期刊上。该研究获得国家自然科学基金、湖南省重点研发计划项目等基金资助。
2012-2015年稻田CH4和N2O年累积排放量、土壤有机碳年固持量（SOCSR）和温室气体净排放量（NGHGE）。0N：无氮肥处理；1/2N：化学氮肥减少50%处理；N：100%化学氮肥处理；1/2N+PM：化肥减量配施猪粪处理