不同稻作系统土壤的CH4产生潜力与产生途径

作     者：沈皖豫 黄琼 马静 张广斌 徐华 SHEN Wan-yu;HUANG Qiong;MA Jing;ZHANG Guang-bin;XU Hua

作者机构：中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2022年第43卷第7期

页      面：3835-3843页

核心收录：

学科分类：0907[农学-林学] 07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0706[理学-大气科学] 0703[理学-化学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41877325) 中国科学院青年创新促进会项目(2018349) 国家重点研发计划项目(2017YFD0300105)。 

主　　题：乙酸产CH_(4)途径 土壤性质 稻田生态系统 氟甲烷 稳定性碳同位素组成 

摘      要：不同稻作系统土壤的CH_(4)产生潜力,特别是CH_(4)产生途径(主要为乙酸发酵和CO_(2)/H_(2)还原)间的差异尚不明确.通过添加与不添加氟甲烷(CH_(3)F)抑制剂(添加比例分别为2%和0%)的土壤厌氧培养试验,并采用稳定性碳同位素等方法,对我国3类典型稻田生态系统(稻-麦轮作,RW;稻-休闲,RF;双季稻,DR)土壤CH_(4)产生累积浓度、CH_(4)产生潜力、溶解性有机碳(DOC)含量、乙酸含量和乙酸产CH_(4)的相对贡献率(f_(ac)值)进行了对比研究.结果表明,RF的CH_(4)产生潜力为7.18μg·(g·d)^(-1),显著低于RW[10.33μg·(g·d)^(-1)]和DR[13.42μg·(g·d)^(-1)](P0.05);相关分析表明,CH_(4)产生潜力与土壤阳离子交换量及pH呈显著负相关(P0.01);添加CH_(3)F显著抑制CH_(4)产生(P0.05).DR的ω(DOC)和ω(乙酸)分别为255 mg·kg^(-1)和7.34 mg·kg^(-1),较RW和RF分别高17%~51%和22%~23%(P0.05).δ_(13)CH_(4)和δ_(13)CO_(2)值受稻作系统的影响显著,其中,RF的δ_(13)CH_(4)值最大(-43.89‰),较RW和DR分别偏正11.06‰和8.33‰(P0.05);而其δ_(13)CO_(2)值最小(-26.30‰),较RW和DR分别偏负7.63‰和5.14‰(P0.05).RW和RF的α(CO_(2)/CH_(4))值分别为1.057和1.058,显著低于DR的1.062(P0.05).RF的f_(ac)值为84%~98%,较RW和DR分别高34%~38%和20%~23%(P0.05).