农田生态系统在全球大气温室气体（CH₄、N₂O和CO₂）净交换和碳收支中占有重要地位。化学氮肥长期大量施用导致了一系列的环境问题,包括增加温室气体排放,降低土壤有机碳含量等。为了减少化学氮肥施用量,缓解化学氮肥对环境的污染,提出了以有机肥部分替代化学氮肥的解决措施。但是这些措施在缓解农业面源污染的同时,也会直接影响农田生态系统碳收支和温室气体排放。因此,本研究探讨不同氮肥管理模式对农田生态系统净温室效应的综合影响,为全面合理评价不同氮肥管理模式对作物产量、土壤固碳潜力和温室效应的综合效应提供科学依据。本研究以我国长江流域典型的稻麦轮作生态系统为研究对象,采用静态暗箱-气相色谱法对三个稻麦轮作周期中CH₄、N₂O和CO₂排放通量进行田间原位观测（2011-2014）。研究不同氮肥管理模式下三种温室气体排放规律和生态系统净碳收支（NECB）,进而估算稻麦轮作生态系统固碳速率（δSOC）、净温室效应（net GWP）和温室气体强度（GHGI）。试验包括以下三个部分:不同氮肥管理模式下CH₄和N₂O的排放规律,包括不施肥（CK）、单施化肥（CF）、6tha^-1猪粪堆肥+化学氮肥补足（MC）、猪粪堆肥有机无机复混肥（CC）、秸秆还田+化学氮肥补足（SC）和秸秆还田加入秸秆伴侣+化学氮肥补足（SB）;不同氮肥管理模式下生态系统净碳收支、净温室效应及温室气体强度;不同堆肥模式对猪粪堆肥过程中温室气体排放与碳素损失的影响;田间管理和农用品投入引起的碳排放。主要研究结果如下:1.施用猪粪有机肥下不同氮肥管理模式全年CH₄累积排放量变化为71.60 kg C ha^-1 yr^-1（CK）-116.84 kg C ha^-1 yr^-1（MC）。不同氮肥管理模式对CH₄排放的影响差异不显著。各处理全年N₂O排放量变化为1.42 kg N ha^-1 yr^-1（CK）-3.05 kg N ha^-1 yr^-1（MC）。与CF处理相比,MC处理显著增加了N₂O排放,而CC处理差异不显著。各处理的生态系统净碳收支（NECB）均表现为碳积累(1.01 t C ha^-1 yr^-1-1.29 t C ha^-1 yr^-1)。与CF处理相比,MC和CC处理均显著增加了稻麦轮作生态系统的碳固定。与CK处理相比,各施肥处理都显著增加了net GWP和GHGI。与CF处理相比,MC处理增加了net GWP 351.7%,CC处理减少了3.4%的net GWP,GHGI趋势与net GWP一致。2.秸秆还田下不同氮肥管理模式影响稻田温室气体排放和土壤固碳。秸秆还田显著增加了CH₄与N₂O排放,提高了土壤固碳量和作物产量。但是由于其对稻田土壤固碳而减缓的温室效应并不能抵消其直接排放的温室气体的贡献,与与单施化肥处理CF相比,两秸秆还田处理SC和SB分别增加了net GWP 1479.3%和1196.6%,GHGI分别增加了1200.0%和966.7%。因此,秸秆还田下不同氮肥管理这一措施还有待进一步研究,来达到固碳減排和增产的目标。3.在4种堆肥过程中,CH₄和CO₂在堆肥前期排放速率较大,N₂O在堆肥前期排放速率较小,后期排放速率逐渐上升。堆体的含水量是影响堆肥过程中温室气体排放的主要因素。各处理综合温室效应无统计差异。在堆制过程中,4个处理的有机碳总体呈现下降的趋势,各处理碳损失范围为19.9%-22.6%。其中三种改进处理方式都减少了堆肥过程中的碳损失,以MN处理碳损失量最少。4.田间管理和化学品投入引起的CO₂当量排放不容忽视。以全年角度来看,各施肥模式下肥料施用引起的温室效应远远大于田间管理引起的温室效应。通过全面估算不同氮肥管理模式下典型稻麦轮作生态系统净温室效应以及温室气体强度,明确了土壤固碳效应和肥料碳排放对各施肥模式下的综合净温室效应具有重要贡献。生命周期评价整个生态系统的净温室效应以及作物产量,推荐猪粪有机无机复混肥处理为最佳施肥策略。