全球变暖和平流层臭氧损耗是人类面临的重要环境问题,它们都与人类活动大量排放温室气体有关。平流层臭氧层耗损导致地表UV-B辐射增强,而UV-B辐射增强抑制作物生长发育,使作物减产,同时影响农田土壤温室气体排放,形成恶性循环。水稻和小麦是我国的主要粮食作物,农田土壤是CH4和N20的重要排放源。在减少温室气体排放的同时,实现作物增产一直是研究的热点问题。本文通过大田试验,探究了 UV-B增强下施硅对稻麦生理特性、生长发育及CH4和N20排放的影响,为在UV-B辐射增强背景下指导作物生产和温室气体减排提供试验依据和新思路。主要研究结果如下:(1)稻麦生理特性UV-B增强显著抑制稻麦的光合和蒸腾作用,而施硅则促进稻麦的光合作用,提高小麦水分利用率,有效缓解UV-B增强的抑制效应。UV-B增强显著降低水稻净光合速率、气孔导度、气孔限制值和蒸腾速率,提高胞间CO2浓度和水分利用率;显著降低小麦净光合速率、气孔导度、胞间C02浓度,蒸腾速率,提高气孔限制值和水分利用率。UV-B增强下施硅能显著提高水稻净光合速率、气孔导度、气孔限制值和蒸腾速率,降低胞间CO2浓度,对水分利用率无明显影响;显著提高小麦净光合速率、气孔限制值和水分利用率,降低气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。(2)稻麦生长及产量UV-B增强使水稻和小麦的叶面积指数、地上部和地下部生物量降低,抑制水稻和小麦生长发育,产量构成因素(穗粒数、千粒重)降低,最终引起水稻减产4.30%-9.36%,小麦减产9.08%-22.61%。施硅可显著提高水稻和小麦的叶面积指数,增加地上部和地下部生物量,促进稻麦生长发育,减轻UV-B增强的不利影响,使水稻增产14.01%-20.37%,小麦增产4.83%-23.15%。(3)稻麦轮作系统CH4和N20排放UV-B增强和施硅并未改变稻麦轮作系统CH4和N20排放的季节性变化趋势。UV-B增强显著提高稻田和麦田土壤CH4和N20排放通量和累积排放量,施硅可减少CH4排放,但可促进N20排放。因此,用全球增温潜势(GWPs)来探究施硅是否能减轻稻田和麦田土壤CH4和N20排放的综合温室效应。结果表明,UV-B增强显著增加稻田和麦田CH4和N20排放的综合增温潜势,而施硅显著降低稻田全球增温潜势,增加麦田全球增温潜势。就整个稻麦生长季来看,施硅则明显减轻了 UV-B增强对全球增温潜势的贡献。