水炭運籌對黑土稻田N2O排放與氮肥利用的影響

張作合 張忠學 李鐵成 齊智娟 鄭美玉 鄭麗穎

(1.綏化學院農業與水利工程學院， 綏化 152061； 2.東北農業大學水利與土木工程學院， 哈爾濱 150030；3.東北農業大學農業農村部農業水資源高效利用重點實驗室， 哈爾濱 150030)

0 引言

全球氣候變暖已經成為世界各國關注的焦點問題，人類生產活動是導致全球氣候變暖的主要原因之一[1]，因此，減少人類活動向大氣中排放溫室氣體是解決該問題的主要途徑[2]。農業是溫室氣體排放的途徑之一，其中稻田是溫室氣體N2O的主要排放源[3]。據統計，每年稻田排放N2O占總排放量的12.0%～17.9%[4-5]，N2O在大氣中的濃度雖遠低于CO2，但在100年尺度上N2O的全球增溫潛勢是CO2的265倍[6-8]，對溫室效應的貢獻率超過5%[6]，且對臭氧層有間接破壞作用[9]。近些年，農民通過施入高量化學氮肥來提高水稻產量，導致稻田N2O排放激增。為了達到減施氮肥和N2O減排的目的，實現稻田水土資源的可持續利用，先進碳管理技術得到了廣泛的應用。生物炭施入稻田后能夠改善土壤理化性質，提高氮肥利用率[10-12]，增加水稻產量[13]，同時減少N2O排放[14-15]。

生物炭對稻田N2O排放的影響已成為研究熱點[16-22]。王欣欣等[17]通過水稻盆栽試驗發現，施用竹炭處理的N2O季節累積排放量比常規施肥處理降低了72.3%～93.9%。劉玉學等[18]通過水稻種植田間試驗，發現秸稈炭化后還田可顯著降低稻田N2O的累積排放量，降幅為16.3%～18.4%。王妙瑩等[19]研究顯示，早、晚稻的拔節期，施加生物炭顯著降低了N2O的排放通量。而廖萍等[20]研究發現，在南方雙季稻區施用生物炭對N2O累積排放通量無顯著影響。祁樂等[9]通過盆栽試驗研究生物炭施用量對紫色水稻土溫室氣體排放的影響，發現生物炭施用對N2O排放的抑制作用不明顯。孟夢等[21]研究生物炭添加對華南早稻田N2O排放的影響，發現N2O排放通量和季節排放總量均隨著生物炭施加量的增加而增加，但仍小于對照處理。藍興福等[22]在稻田中施加生物炭，也發現N2O的排放通量增加了84.23%。總的來看，前人對生物炭能否減少稻田N2O排放的研究結論不一致，且受氣候特征和土壤類型及肥力等因素的影響，存在不確定性。特別是在高肥力的寒地黑土區，關于不同水炭運籌下氮肥利用對N2O排放的影響研究較少。

本文以常規淹灌作為對照，采用田間小區試驗與15N示蹤微區結合的方法，研究不同水炭運籌下水稻本田生長期N2O排放規律，以及各階段施入氮肥的利用和損失對N2O排放的影響，以期為水炭運籌下寒地黑土稻田N2O排放研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2018年5月19日—9月21日，在黑龍江省慶安國家灌溉試驗重點站進行。試驗站(46°57′28″N，127°40′45″E)位于呼蘭河流域中上游，屬于寒地黑土區。氣候特征屬寒溫帶大陸性季風氣候，第三積溫帶，作物水熱生長期一般為156～171 d，多年平均降水量500～600 mm，多年平均水面蒸發量700～800 mm，平均氣溫2～3℃，平均日照時數為2 600 h。慶安縣是黑龍江省典型的水稻生產區，為國家綠色食品水稻生產基地(A級)。

1.2 試驗材料

水稻秸稈生物炭，由遼寧金和福農業開發有限公司生產，在450℃高溫無氧條件下裂解制備而成，每公頃稻草可制成直徑2 mm顆粒形式的秸稈生物炭約2.5 t，pH值8.86，含碳質量分數為42.72%，含氮質量分數為1.26%，填充密度0.13 g/cm3，比表面積81.85 m2/g，總孔容積0.080 cm3/g，陽離子交換量(CEC)為44.7 cmol/kg。供試土壤為黑土，在泡田之前，對試驗小區0～20 cm土層進行5點對角取樣后混合，分析主要的土壤理化性質：pH值6.40，有機質質量比41.80 g/kg，全氮質量比1.51 g/kg，全磷質量比15.61 g/kg，全鉀質量比19.86 g/kg，堿解氮質量比148.27 mg/kg，速效磷質量比24.22 mg/kg，速效鉀質量比156.13 mg/kg。供試水稻品種為研究區大面積推廣種植的綏粳18，插秧密度為25 穴/m2。

1.3 試驗設計

采用灌水方式和生物炭施用量2因素全面試驗，設置淺濕干灌溉(Dry-wet-shallow irrigation，D)和常規淹灌(Flooding irrigation，F)兩種水分管理模式(表1)。生物炭施用量設4個水平，即0 t/hm2(B0)、2.5 t/hm2(B1)、12.5 t/hm2(B2)、25 t/hm2(B3)。共計8個處理，每個處理3次重復，共24個試驗小區，方形小區面積100 m2，采用隨機區組排列，各小區之間田埂向地下內嵌40 cm深的塑料板。秸稈生物炭在泡田之前施入，按當地施肥標準施純氮110 kg/hm2，基肥、蘗肥、穗肥按5∶2∶3分施；K2O施入量80 kg/hm2，基肥、穗肥按1∶1分施；P2O5施入量45 kg/hm2，作為基肥一次性施入。供試肥料選擇尿素(含N質量分數46.4%)、過磷酸鈣(含P2O5質量分數12%)、硫酸鉀(含K2O質量分數52%)，并換算成實際化肥施入量。2018年5月5日施基肥，5月19日移栽水稻幼苗，6月6日施蘗肥，7月14日施穗肥，9月21日收獲，各生育階段劃分見表2，嚴格按照生育時段劃分計算各生育期排放量。水稻生長期注意田間管理，嚴格控制病蟲草害。

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

在上述試驗小區內設置15N示蹤微區，稻田整地后立即在每個小區內預埋2 m×2 m×0.5 m的無底鋼制矩形框，將微區埋30 cm深，施用上海化工研究院生產的豐度為10.22%的15N標記尿素，深度與試驗小區相同。微區內單獨設置小型排灌系統，水稻的田間管理與所在試驗小區相同。

1.4 樣品采集與測定

根據文獻[23-24]的方法分別計算基肥、蘗肥和穗肥的吸收利用率和損失率。

基肥(b)、蘗肥(t)、穗肥(p)吸收利用率為

(1)

式中FNRE(b,t,p)——基肥、蘗肥、穗肥吸收利用率，%

N(b,t,p)——基肥、蘗肥、穗肥吸收量，kg/hm2

NF(b,t,p)——基肥、蘗肥、穗肥施入量，kg/hm2

基肥、蘗肥、穗肥損失率為

FNL(b,t,p)=1-FNRE(b,t,p)-SFNR(b,t,p)

(2)

式中FNL(b,t,p)——稻田基肥、蘗肥、穗肥損失率，%

SFNR(b,t,p)——稻田土壤中的基肥、蘗肥、穗肥殘留率，%

N2O樣品采集：采用人工靜態暗箱-氣象色譜法定位觀測N2O的排放通量。如圖1所示，靜態箱由箱體(箱體尺寸包括25 cm×25 cm×60 cm和25 cm×25 cm×120 cm兩種規格)和不銹鋼底座兩部分組成，箱體由透明有機玻璃(厚5 mm)制成。底座頂端設置寬20 mm、深50 mm的密封槽，采氣時用水或土密封箱體。頂箱內部安裝2臺微型電風扇，開孔插入溫度傳感器探頭，以校正采氣過程中由于箱內溫度升高而引起的誤差。采氣管從側面插入箱內20 cm，末端與三通閥連接，三通閥連接注射器(60 mL)和采氣袋。為達到絕熱目的，箱體外層用錫紙覆蓋，以減少太陽輻射所導致的箱內N2O的溫度變化。采樣時，箱密封放置后靜止2～3 min，使箱內N2O混合均勻。相同處理3次重復進行平行采樣，每個處理在0～30 min每隔10 min采樣1次，前后連續抽取氣體的兩個氣袋作為一個氣體樣品，采樣同時記錄田面水層深度、箱內溫度、地溫和氣溫。氣體采樣時間選擇在每天10:00—14:00之間，因為這段時間最能代表當日氣體排放平均水平[25]。每隔7～10 d在水稻關鍵生育期進行采樣，水稻生長旺盛時期和異常氣溫(極高溫或極低溫)加測，如遇強降雨天氣則推遲取樣時間。根據水稻株高的變化，采用不同高度的箱體(60 cm和120 cm)。

氣體樣品測定：N2O樣品及時帶回實驗室進行化驗，在東北農業大學農業農村部農業水資源高效利用重點實驗室采用氣相色譜儀(島津GC-17A型，日本)檢測N2O濃度。標準氣體由大連大特氣體有限公司生產，各項氣象色譜條件為：檢測器ECD，檢測溫度250℃，柱溫60℃，載氣為99.99%氬/甲烷氣(95%氬氣+5%甲烷)，流速30 mL/min。

稻田N2O排放通量計算公式為

(3)

式中F——N2O排放通量，μg/(m2·h)

ρ——標準狀態下N2O的密度，1.964 g/m3

H——箱體有效高度，m

dc/dt——采樣過程中采樣箱內N2O濃度變化率，mL/(m3·h)

T——采樣箱內的平均溫度，℃

P0——標準大氣壓

P——采樣箱內氣壓，取P=P0

N2O累積排放量Ec(kg/hm2)計算公式為[26]

(4)

式中n——生育期觀測次數

Fi——第i次采樣時N2O排放通量，mg/(m2·h)

Fi+1——第i+1次采樣時N2O排放通量，mg/(m2·h)

其中，ti+1-ti為第i次到第i+1次采樣的時間間隔，d。

產量：水稻成熟期進行產量測算，各處理隨機選10穴水稻用于考種，干燥后用手持水分測試儀(John Deere, Moline IL，美國)測定谷物含水率，計算含水率為14.5%時的經濟產量。

氣象數據：由DZZ2 型自動氣象站自動記錄。

1.5 數據統計分析

采用WPS 2019、SPSS分析和處理數據，用Duncan進行處理間的多重比較，用WPS 2019和Origin 8.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同水炭運籌下稻田N2O排放規律

如圖2所示，水炭運籌下相同灌溉模式不同處理的N2O排放通量具有相似的季節變化規律。水炭運籌下淺濕干灌溉模式水稻本田生長期N2O排放出現多個峰值，且波動較大，其中最高峰值出現在拔節孕穗期。稻作淺濕干灌溉模式下，N2O的第1個和第2個排放通量峰值分別出現在水稻移栽后第20天和第30天，第3個排放通量峰值出現在水稻移栽后第65天，DB0處理排放峰值最大。隨著水稻移栽時間的增加，淺濕干灌溉模式不同處理的N2O排放分別在第77、98、120天出現峰值，成熟期峰值變小。淺濕干灌溉模式施加生物炭對稻田N2O的排放具有削峰作用，表現出顯著的抑制效應。水炭運籌下常規淹灌模式水稻本田生長期N2O排放出現多個峰值，后期波動較小，其中最高峰值出現在分蘗末期(曬田期)。稻作常規淹灌模式下，N2O的第1個排放通量峰值出現在水稻移栽后第50天，FB0處理排放峰值最大。隨著水稻移栽時間的增加，常規淹灌模式不同處理的N2O排放分別在第65、77、91、126天出現峰值。常規淹灌模式施加生物炭同樣對稻田N2O的排放具有削峰作用，適量的生物炭削峰效果明顯。

比較兩種灌溉模式下水稻本田生長期N2O排放通量的變化規律發現，淺濕干灌溉模式N2O排放通量在水稻本田生長期波動較大，而常規灌溉模式下水稻生長后期波動較小。產生波動規律差異可能是由田面水層深度和土壤含水率的變化等所導致。兩種灌溉模式的排放通量最高峰值出現時間和大小有所不同，常規淹灌模式N2O的排放通量最高峰值出現在曬田期，而淺濕干灌溉模式N2O的排放通量最高峰值則出現在拔節孕穗期。

2.2 不同水炭運籌下稻田N2O排放總量及各生育期累積排放量

不同水炭氮運籌下水稻本田生長期N2O排放總量及單位產量N2O排放量如表3所示。淺濕干灌溉和常規淹灌模式水稻本田生長期N2O排放通量最大值的處理為DB0和FB0，分別為58.37、41.03 μg/(m2·h)，而N2O排放通量最小值的處理為DB3和FB3，分別為0.62、-7.75 μg/(m2·h)。相同生物炭施用水平下淺濕干灌溉模式各處理N2O的排放通量均顯著高于常規淹灌(P<0.05)。其中DB0處理水稻本田生長期N2O的排放通量變化量最大，達57.35 μg/(m2·h)。比較兩種灌溉模式之間水稻本田生長期N2O的累積排放量可知，稻作淺濕干灌溉模式N2O累積排放量顯著高于常規淹灌模式(P<0.05)，相同生物炭施用水平下稻作淺濕干灌溉模式的N2O累積排放量較常規淹灌分別增加41.93%、45.18%、60.03%和73.48%。施加生物炭能夠有效地減少水稻本田生長期N2O的排放量，稻作淺濕干灌溉模式下施加生物炭處理的N2O累積排放量較不施加生物炭處理分別降低6.34%、24.67%、34.85%，常規淹灌模式下施加生物炭處理的N2O累積排放量較不施加生物炭處理分別降低8.45%、33.19%、46.70%。相同生物炭施用水平下稻作淺濕干灌溉模式單位產量N2O排放量顯著高于常規淹灌模式(P<0.05)，分別增加40.54%、45.45%、52.17%和83.33%。施加生物炭能夠有效地減少單位產量N2O排放量，稻作常規淹灌模式下施加生物炭處理的單位產量N2O排放量較不施加生物炭處理分別降低10.81%、37.84%、51.35%，淺濕干灌溉模式下施加生物炭處理的單位產量N2O排放量較不施加生物炭處理分別降低7.69%、32.69%、36.54%，DB3處理與DB2處理之間差異不顯著(P>0.05)。

表3 水稻本田生長期各處理的N2O排放總量及單位產量N2O排放量Tab.3 Total N2O emission and N2O emission per unit yield of different treatments during rice growing period

水稻本田生長期淺濕干灌溉模式和常規灌溉模式下不同處理各生育期的N2O累積排放量如圖3(圖中不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05))所示。淺濕干灌溉模式下N2O的排放主要集中在分蘗期和拔節孕穗期，分別占全生育期的33.28%～33.71%和40.00%～45.68%。分蘗期，稻作淺濕干灌溉模式下施加生物炭處理的N2O累積排放量較不施加生物炭處理分別降低6.27%、25.58%、35.23%。拔節孕穗期，稻作淺濕干灌溉模式下施加生物炭處理的N2O累積排放量較不施加生物炭處理分別降低2.38%、13.98%、26.06%。常規灌溉模式下N2O的排放主要集中在分蘗期和拔節孕穗期，分別占全生育期的39.56%～41.22%和27.67%～29.26%。分蘗期，稻作常規淹灌模式下施加生物炭處理的N2O累積排放量較不施加生物炭處理分別降低10.96%、32.55%、45.99%。拔節孕穗期，稻作常規淹灌模式下施加生物炭處理的N2O累積排放量較不施加生物炭處理分別降低4.42%、32.03%、43.64%。綜合來看，兩種灌溉模式在分蘗期和拔節孕穗期N2O累積排放量較大，而其他生育期N2O累積排放量較小，淺濕干灌溉模式各生育期的N2O累積排放量均高于常規淹灌。

2.3 不同水炭運籌下稻田基肥、蘗肥、穗肥的利用率和損失率

由表4可知，水炭運籌下常規淹灌模式水稻植株對基肥吸收利用率隨著生物炭施入量的增加而增大，有17.11%～23.31%的基肥-15N被水稻植株吸收利用。淺濕干灌溉模式稻作基肥吸收利用率低于常規淹灌模式，適量的施加生物炭能夠增加水稻植株對基肥的吸收利用率，而過量則會產生負效應。水炭運籌下常規淹灌模式水稻植株對蘗肥吸收利用率隨著生物炭施入量的增加而增大，淺濕干灌溉模式適量施加生物炭能夠增加水稻植株對蘗肥的吸收利用率。相同生物炭施用水平下淺濕干灌溉模式水稻植株對蘗肥的吸收利用率顯著高于常規淹灌(P<0.05)，分別提高了13.92%、18.12%、19.32%和2.08%。水炭運籌下常規淹灌模式水稻植株對穗肥的吸收利用率隨著生物炭施入量的增加而增大，兩種灌溉模式之間的穗肥吸收利用率差異顯著(P<0.05)，相同生物炭施用水平下淺濕干灌溉模式較常規淹灌分別提高了9.81%、15.82%、17.86%和2.99%，施加適量的生物炭能夠增加水稻植株對穗肥的吸收利用率。水炭運籌下施加適量的生物炭能夠降低基肥、蘗肥和穗肥的損失率，相同生物炭施用水平下淺濕干灌溉模式基肥和穗肥的損失率均低于常規淹灌模式，當生物炭施加量為0～12.5 t/hm2時，相同生物炭施用水平下淺濕干灌溉模式蘗肥損失率也低于常規淹灌模式。研究結果表明，水炭運籌下施加適量的生物炭能夠增加水稻植株對基肥、蘗肥和穗肥的吸收利用率，同時降低基肥、蘗肥和穗肥的損失率。

表4 不同處理各階段施加氮肥的吸收利用率和損失率Tab.4 Absorption and utilization efficiency and loss rate of nitrogen fertilizer applied in different stages %

2.4 稻田N2O排放量與各期氮肥利用率和損失率的相關分析

兩種灌溉模式水稻本田生長期N2O排放總量與氮肥利用率和損失率之間的相關性如表5所示。淺濕干灌溉模式下N2O排放總量與蘗肥、穗肥吸收利用率呈顯著負相關(P<0.05)，與基肥吸收利用率呈極顯著負相關(P<0.01)；N2O排放總量與基肥損失率呈極顯著正相關(P<0.01)，與蘗肥損失率呈顯著正相關(P<0.05)，而與穗肥損失率相關性不顯著(P>0.05)。常規淹灌模式下N2O排放總量與基肥、蘗肥和穗肥吸收利用率均呈極顯著負相關(P<0.01)；N2O排放總量與基肥和蘗肥損失率呈極顯著正相關(P<0.01)，與穗肥損失率呈顯著正相關(P<0.05)。

表5 N2O排放總量與氮肥利用率和損失率的相關系數Tab.5 Correlation coefficient between total N2O emission and nitrogen use and loss rate

3 討論

本研究中淺濕干灌溉模式水稻本田生長期各處理N2O排放出現多個峰值，且波動較大，最高峰值出現在拔節孕穗期；而常規淹灌模式不同處理的N2O排放通量后期波動較小，最高峰值出現在分蘗末期(曬田期)。稻田生態系統中N2O的排放包括產生、傳輸及擴散3個階段，其中硝化作用和反硝化作用是稻田土壤N2O產生的主要過程[31]。不同的灌溉模式會導致土壤水分狀況產生差異性，改變土壤通氣性，進而影響硝化與反硝化過程和N2O在土壤中的遷移擴散，因此灌溉模式是影響稻田N2O排放的重要因素。與淺濕干灌溉模式相比，常規淹灌稻田長期處于淹水狀態，水稻生長季內N2O的排放較少[32-33]，但會造成農業用水浪費。為了發展節水高效農業，節水灌溉技術被廣泛應用，但同時該技術的應用會引起土壤頻繁的干濕交替，影響稻田N2O的排放。稻田干濕交替頻繁改變了土壤的通氣性，使土壤的有效O2增加，以利于硝化和反硝化作用進行，從而增加N2O的產生[34]。稻田N2O的釋放不僅受硝化作用速率的影響，還與土壤中N2O的遷移擴散及反硝化作用的速率有關。常規淹灌模式能夠減少稻田N2O的排放[35]，其原因可能是由于持續淹水狀態雖然能提高反硝化過程的速率，降低了遷移擴散速率，增加N2O被還原為N2的機率；同時由于稻田土壤長期處于厭氧狀態，硝化反應很弱，反硝化作用底物得不到補充，最終使反硝化作用速率也很低；而在水稻曬田期土壤通氣狀況得到改善[36]，出現N2O集中排放現象，因而導致兩種灌溉模式排放規律不一致。

氮肥是保證水稻優質高產的基礎，同時也是影響稻田N2O排放的重要因素[37-38]。水稻返青期氣溫和稻田土壤溫度均較低，土壤酶活性和硝化反硝化細菌活性不高，雖然有基肥的施入，但并未引起N2O集中排放，故在返青期兩種灌溉模式N2O排放量均較少。6月6日施加蘗肥后，常規淹灌模式N2O在分蘗期(曬田期)出現集中排放，且分蘗期在各生育期中N2O排放量最高，可能是由于曬田期稻田土壤溫度較高，同時土壤通氣性得到改善，增加了土壤有效O2，有利于硝化和反硝化作用進行，從而促進N2O排放；而曬田對淺濕干灌溉模式N2O排放影響不大。7月14日施加穗肥后，淺濕干灌溉N2O出現排放峰，在各生育期中拔節孕穗期N2O排放量最高，可能是由于施加的穗肥為硝化和反硝化作用提供了充足氮源，且淺濕干灌溉模式的土壤環境有利于硝化和反硝化作用的進行，導致N2O集中排放；而常規淹灌模式曬田結束后進行灌水，拔節孕穗期處于淹水狀態，N2O排放量逐漸減少。拔節孕穗期以后不再施肥，后期N2O排放量均較低。本研究中，施加分蘗肥和穗肥后N2O的排放均出現峰值，說明在水稻本田生長期施加氮肥能增加N2O的排放量。當氮肥施用量超過水稻需求時，殘留在稻田土壤中的氮素為N2O的產生提供了反應底物，促進了稻田N2O的排放。因此，提高氮肥利用率，減量施用氮肥成為減少稻田N2O排放量的有效途徑。水炭運籌下兩種灌溉模式施加適量的生物炭均增加了水稻植株對基肥、蘗肥和穗肥的吸收利用率，使稻田N2O排放量減少，所以分析水稻本田生長期N2O排放總量與氮肥利用關系十分重要。本文相關性分析結果表明，淺濕干灌溉模式下N2O排放總量與蘗肥、穗肥吸收利用率呈顯著負相關(P<0.05)，與基肥吸收利用率呈極顯著負相關(P<0.01)；常規淹灌模式下N2O排放總量與基肥、蘗肥和穗肥吸收利用率均呈極顯著負相關(P<0.01)。兩種灌溉模式水稻本田生長期N2O排放總量均與基肥吸收利用率呈極顯著負相關(P<0.01)，水炭運籌下如何提高基肥的利用率將是今后研究的重點方向。

本試驗基于15N示蹤技術研究了水炭運籌對水稻本田生長期N2O排放的影響，及N2O排放與各階段施入的氮肥利用和損失之間的關系，但其長期效應還有待進一步驗證，并缺乏系統的研究和深入的探討。

4 結論

(1)水炭運籌下淺濕干灌溉模式水稻本田生長期N2O排放出現多個峰值，且波動較大，其中最高峰值出現在拔節孕穗期；而常規淹灌模式水稻本田生長期N2O排放也出現多個峰值，但后期波動較小，其中最高峰值出現在分蘗末期(曬田期)。相同生物炭施用水平下淺濕干灌溉模式各處理N2O的排放通量均顯著高于常規淹灌(P<0.05)。稻作淺濕干灌溉模式N2O累積排放量顯著高于常規淹灌模式(P<0.05)。施加生物炭能夠有效地減少水稻本田生長期N2O的排放總量。相同生物炭施用水平下稻作淺濕干灌溉模式單位產量N2O排放量顯著高于常規淹灌模式(P<0.05)。施加生物炭能夠有效地減少單位產量N2O排放量。兩種灌溉模式在分蘗期和拔節孕穗期N2O累積排放量較大，而其他生育期N2O累積排放量較小，淺濕干灌溉模式的各生育期N2O累積排放量均高于常規淹灌，施加生物炭降低了N2O各生育期累積排放量。

(2)水炭運籌下淺濕干灌溉模式稻作基肥吸收利用率低于常規淹灌模式，施加適量生物炭能夠增加水稻植株對基肥的吸收利用率，而過量則會產生負效應；淺濕干灌溉模式施加適量生物炭能夠增加水稻植株對蘗肥的吸收利用率。相同生物炭施用水平下淺濕干灌溉模式水稻植株對蘗肥吸收利用率顯著高于常規淹灌(P<0.05)，分別提高了13.92%、18.12%、19.32%和2.08%；兩種灌溉模式之間的穗肥吸收利用率差異顯著(P<0.05)，相同生物炭施用水平下淺濕干灌溉模式較常規淹灌分別提高了9.81%、15.82%、17.86%和2.99%，施加適量的生物炭能夠增加水稻植株對穗肥的吸收利用率。

(3)淺濕干灌溉模式下N2O排放總量與蘗肥、穗肥吸收利用率呈顯著負相關(P<0.05)，與基肥吸收利用率呈極顯著負相關(P<0.01)；N2O排放總量與基肥損失率呈極顯著正相關(P<0.01)，與蘗肥損失率呈顯著正相關(P<0.05)，而與穗肥損失率相關性不顯著(P>0.05)。常規淹灌模式下N2O排放總量與基肥、蘗肥和穗肥吸收利用率均呈極顯著負相關(P<0.01)；N2O排放總量與基肥和蘗肥損失率呈極顯著正相關(P<0.01)，與穗肥損失率呈顯著正相關(P<0.05)。