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秸秆炭化还田技术是稻田生态系统极具潜力的固碳、增产、减排技术。目前我国秸秆炭化还田方式主要有两种:一次性高剂量生物质炭还田和连年持续低剂量生物质炭还田。然而,有关这两种生物质炭还田方式对稻田生态系统的增产、固碳、减排效果尚缺乏比较性研究。本文选择浙江省典型的中低产单季稻田为试验对象,以水稻秸秆生物质炭为试材,开展为期2年的大田试验,对比研究连年持续低剂量(2.8t ha-1 yr-1)生物质炭还田和一次性高剂量生物质炭(22.5t ha-1)还田两种模式对稻田土壤养分、水稻产量和稻田甲烷排放的影响,并初步探讨其潜在的影响机理。该研究对我国中低产稻田推广、应用秸秆生物质炭化还田技术具有重要现实意义,主要结果如下:（1）两种生物质炭还田模式均有助于提升稻田土壤养分含量。一次性高剂量生物质炭还田对土壤养分含量的提高幅度大于连年持续低剂量生物质炭还田。与连年持续低剂量生物质炭还田相比,一次性高剂量生物质炭还田可显著提高稻田土壤pH、CEC、TC、TN、有效态P、K含量（p<0.05）,也能在一定程度上增加土壤有效态Ca、Mg含量和削减有效态Al、Fe含量。（2）两种生物质炭还田模式均能促进水稻生长、提高水稻产量。一次性高剂量生物质炭还田模式对水稻产量的提高效果优于连年持续低剂量生物质炭还田。还田第1年、第2年,一次性高剂量生物质炭还田对水稻产量的提高分别为16.5%和12.9%（p<0.05）,连年持续低剂量生物质炭还田分别为8.0%和4.3%。土壤TC、TN、有效态K、P的提高及有效态Fe含量的降低是生物质炭的添加提高水稻产量的关键因素。（3）两种生物质炭还田模式均能显著削减稻田甲烷排放量。一次性高剂量生物质炭还田对稻田甲烷排放量的削减作用第1年大于第2年,并且第2年的减排效果不如连年持续低剂量生物质炭还田模式。与无任何秸秆或生物质炭还田相比,一次性高剂量生物质炭还田对甲烷的削减为52.2%（2015年）和22.6%（2016年）,而连年持续低剂量生物质炭还田对甲烷的削减量为43.0%（2015年）和31.0%（2016年）。与秸秆直接还田相比,生物质炭还田对稻田土壤甲烷累积排放量削减幅度可达71.3%～84.2%。生物质炭还田对甲烷减排的机理可能是降低了土壤产甲烷古菌16SrRNA基因和甲烷氧化细菌pmoA基因拷贝数的比值及增加了土壤甲烷氧化活性和产甲烷活性的比值（p<0.05）。