土壤对甲烷氧化作用的研究进展

综述了８０年代以来土地ＣＨ４氧化作用的研究进展，包括土壤氧化甲烷的概况、 ，以臁氧的供应、Ｎ的供应，土壤水分状况、土壤温度、土壤ＰＨ、土壤质地等因素对土壤氧化ＣＨ４的影响。     

冬作季节土壤水分状况对稻田CH4排放的影响

温室盆栽试验表明,冬作季节土壤持续淹水处理稻田平均ＣＨ４排放通量显著高于干燥处理,前者是后者的５．５８倍和４．１６倍。冬作季节土壤水分状况明显影响土壤Ｅｈ和ＣＨ４排放的季节变化。淹水处理土壤Ｅｈ在整个水稻生长期皆处于适宜ＣＨ４产生的水平,所以整个水稻生长期皆有ＣＨ４排放,而干燥处理水稻移栽４２ｄ后土壤Ｅｈ才降为负值,在此期间几乎没有ＣＨ４排放。     

冬作季节土壤水分状况对稻田CH_4排放的影响

温室盆栽试验表明,冬作季节土壤持续淹水处理（淹水）稻田平均ＣＨ４ 排放通量显著高于干燥处理（干燥）,前者是后者的５．５８ 倍（１９９６ 年）和４．１６ 倍（１９９７ 年）。冬作季节土壤水分状况明显影响土壤Ｅｈ 和ＣＨ４ 排放的季节变化。淹水处理土壤Ｅｈ 在整个水稻生长期皆处于适宜ＣＨ４ 产生的水平,所以整个水稻生长期皆有ＣＨ４ 排放（经历烤田后例外）,而干燥处理水稻移栽４２ ｄ 后土壤Ｅｈ 才降为负值,在此期间几乎没有ＣＨ４ 排放。     

天然草地利用方式改变对土壤排放CO2和吸收CH4的影响

１９９７年～１９９８年在内蒙古达拉特旗中国农业科学院草原研究所草原生态试验站对天然草地、天然草地墨迹为人工草地、玉米和土豆地后，土壤ＣＯ２排放和ＣＨ４吸收通量进行了测定。天然草地、人工草地和旱地农田均为大气中甲烷的吸收汇，天然草地墨迹为农田后，增强了土壤的ＣＯ２排放量，减少了土壤对大气中甲烷的吸收。天然草地各玉米地的ＣＯ２排放通量与５ｃｍ处土壤温度呈线性相关，土壤对甲烷的吸收率与土壤含水量呈线性负     

协同—络合萃取法回收含酚废水中的酚类

在现有的各种收处理高浓度含酚废水的方法中，溶剂萃取法最为有效，但现有常用脱酚萃取剂分别存在着萃取效能低等诸多缺点，萃残液中一般尚存有几十至几百ｍｇ．ｌ＾－１的酚类，本文提出了协同－络合萃取法，并按该法原理研制ＨＣ－１－ＨＣ－４四类新型协同－络合萃取剂，其中ＨＣ－３和ＨＣ－４对苯酚稀溶液的萃取平衡常数分别为ＫＨＣ－３＝６１２．４和ＫＨＣ４＝４８３．７，单级萃取可将两组中高浓度的含酚废水中酚浓度降至１     

OH自由基引发的甲烷光化学氧化体系中有机过氧化物的研究

在１．０１３２５×１０＾５Ｐａ,２９８Ｋ,Ｏ２－Ｎ２气氛下,采用长光路付立叶红外光谱仪跟踪反应进程,高压液相色谱仪测定反应产物中有机过氧化物,研究了ＯＨ自由基基引发的甲烷光化学反应体系,证实反应产物中有Ｈ２Ｏ２、甲基过氧化氢（ＣＨ３Ｏ２Ｈ,ＭＨＰ）和过氧甲醚（ＣＨ３Ｏ２ＣＨ３）,并发现羟甲基过氧化氢（ＨＯＣＨ２ＯＯＨ,ＨＭＨＰ）和一未知有机过氧化物,ＨＭＨＰ的发现表明ＣＨ４氧化过程中可能存在过氧甲     

H2O2对抗旱性不同玉米品种愈伤组织抗氧化系统的影响

两个玉米品种愈伤组织经１０－４ｍｏｌＬ－１、１０－３ｍｏｌＬ－１和１０－２ｍｏｌＬ－１Ｈ２Ｏ２处理３ｈ后,电解质泄漏率加大;Ｈ２Ｏ２和ＭＤＡ含量增加;ＡｓＡ和ＣＡＲ含量的减少．１０－４ｍｏｌＬ－１的Ｈ２Ｏ２处理对愈伤组织产生的氧化伤害较小．抗旱性较强品种ＰＡＮ６０４３愈伤组织的抗氧化酶（ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＡＰ和ＧＲ）活性高于抗旱性较弱品种ＳＣ７０１,ＡｓＡ和ＣＡＲ含量的下降程度低于ＳＣ７０１．ＰＡＮ６０４３愈伤组织具有较强的抗Ｈ２Ｏ２能力,与含高活力抗氧化系统密切相关     

红壤对SO_4~（2－）和H_2PO_4~－的吸附与竞争吸附研究

研究红壤对ＳＯ４（２－）和Ｈ_２ＰＯ(４－)的吸附与竞争吸附机理．实验结果表明，红壤吸附Ｈ２ＰＯ４－的量远远大于ＳＯ４（２－），前者几乎是后者的２倍．在两种阴离子共存体系中，Ｈ２ＰＯ４－使ＳＯ４（２－）吸附量明显减少，在浓度低时甚至出现负吸附；ＳＯ４（２－）对Ｈ２ＰＯ４－吸附量的影响很小．说明土壤对Ｈ２ＰＯ４－的吸持力较强，为高强度专性吸附，不易于被其它阴离子解吸；土壤对ＳＯ４（２－）的吸持力则较弱，为低强度专性吸附或非专性物理吸附，能够被吸持力更强的阴离子完全解吸．     

添加物对填埋场稳定化时间的影响

在垃圾中添加ＫＣｌ、ＫＨ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＣＯ３，ＦｅＣｌ２时，对垃圾降解和填埋场稳定化时间的缩短有促进作用，而ＣｕＳＯ４、Ｋ２Ｃ４２Ｏ７、Ｎａ２ＭｏＯ４、Ｎａ２ＷＯ４、醋酸的加入则抑制了垃圾的降解，认为ＫＣｌ是促进垃圾降解，加速填埋场稳定化的最佳添加物。     

阴离子态养分从第四纪红壤中的淋失特征

在实验室条件下，将第四纪红壤进行淋洗试验，旨在研究第四纪红壤中阴离子态养分的含量及其淋失特征。结果表明，第四纪红壤中各种可溶发生 阴离子态养分含量除ＮＯ＾－３和Ｃｌ＾－外，其它都是很低的，６种阴离子在第四纪红壤中的淋失强弱顺序是：Ｃｌ＾－〉ＮＯ＾－３〉Ｈ２ＢＯ＾－３〉ＳＯ＾２－４〉ｍＯｏ＾２－４？〉ｈ２ｐｏ＾－４，而土壤对它们的固定或吸附能力则相反。     

氮肥对旱地土壤甲烷氧化能力的影响

甲烷是重要的温室气体之一，对全球变暖的贡献率是20％。大气中甲烷浓度的迅速增加与甲烷的源和汇的不平衡有关。土壤中存在甲烷氧化菌，在一定条件下可以氧化大气中的甲烷。不过土壤对甲烷的氧化能力受一些农业生产活动的影响。氮肥的施用对土壤甲烷氧化有一定的影响。长期定位施肥实验的结果表明氮肥对土壤甲烷氧化的影响主要来源于铵态氮而不是硝态氮，因为氨对甲烷氧化有着竞争性抑制作用。此外，长期施用氮肥还改变了土壤微生物的区系及其活性，从而降低甲烷的氧化速率。氮肥施用的短期效应则与土壤的耕作管理历史、土壤性质、氮肥施用量等因素有关。有机肥对土壤甲烷氧化的影响比化肥要低得多，其物理化学性质及施用方法的不同都会影响到土壤对甲烷的氧化。     

甲醇对土壤甲烷氧化的影响及其微生物学机理

对设施栽培土壤甲烷氧化及其微生物学机理进行了研究，结果表明，不同土壤对甲烷的氧化能力各异，这可能与土壤的理化性质有关。土壤微生物是甲烷氧化的主要生物类群，不同碳源对甲烷氧化的影响各异，纤维素对甲烷氧化的抑制作用最小，高浓度的甲醇则对甲烷氧化具有强烈的抑制作用，而适当浓度的甲醇可极大地促进土壤甲烷的氧化。在甲烷释放极少的设施栽培土壤中，兼性营养甲烷氧化菌可能在甲烷氧化中占据主导地位。     

稻田甲烷氧化与铵氧化关系研究进展

稻田生态系统中存在着好氧微域,其中同时发生甲烷氧化和铵氧化。甲烷和铵氧化过程具有极为相似的微生物机理。稻田土壤中的甲烷可能影响铵氧化过程;施用铵态氮肥对甲烷的氧化也有强烈影响。本文对稻田土壤中甲烷氧化与铵氧化关系做一简要综述。     

森林土壤氧化（吸收）甲烷研究进展

甲烷是一种重要的温室气体,对全球气候变暖的贡献仅次于CO2,约为25%。大气甲烷可以被土壤中甲烷氧化细菌在有氧条件下吸收利用,陆地生态系统森林土壤氧化吸收甲烷的研究已有大量报道。甲烷氧化菌是以甲烷作为唯一的碳源和能源的一类细菌的总称。但森林土壤在全球甲烷核算中具有一定的不确定性,取决于产甲烷菌和甲烷氧化菌的相对活性。甲烷氧化菌的研究集中在环境对氧化能力的影响和自身氧化能力上。大气甲烷氧化过程为高氧化能力低亲力氧化,受到一些因子,如土壤温度、土壤通气状况、pH、氮肥等的影响,具体机理的研究还有待进一步深入。土壤通气状况受土壤质地与土壤水分影响,土地利用类型可能改变土壤容重、土壤结构和土壤水分,进而影响土壤甲烷氧化。植物可以通过自身对生境的作用或化感作用影响土壤甲烷氧化。土壤动物的研究则相对较少,目前排放清单中仅有白蚁是全球甲烷核算所包括的。从甲烷氧化菌的分类出发,对甲烷氧化菌氧化甲烷的机理、菌的生态分布及甲烷氧化的影响因素、时空异质性、观测方法等作出了综述,为正确认识和准确预测森林土壤在一定气候和土地利用类型条件下的甲烷氧化强度提供理论依据。     

氮肥对土壤氧化大气甲烷影响的机制

综合评述了氮素对土壤氧化甲烷的抑制机制。包括 :( 1)竞争甲烷单氧化酶的竞争抑制机制 ,( 2 )代谢产物的毒害抑制机制 ,( 3)外源盐引起的微生物生理缺水抑制机制和 ( 4)氮素周转作用引起的抑制机制。提出了氧化菌竞争利用土壤空气有限O2 的竞争抑制机制 ,即氨氧化菌利用更多的土壤有限氧气→产生优势氨氧化菌→形成优势菌群→限制甲烷氧化菌繁殖和功能发挥的氨长期抑制土壤氧化大气甲烷的机制 ,并认为这种抑制作用是不可逆的     

Interaction and independence on methane oxidation of landfill cover soil among three impact factors: water, oxygen and ammonium

To understand the influence patterns and interactions of three important environmental factors, i.e. soil water content, oxygen concentration, and ammonium addition, on methane oxidation, the soils from landfill cover layers were incubated under full factorial parameter settings. In addition to the methane oxidation rate, the quantities and community structures of methanotrophs were analyzed to determine the methane oxidation capacity of the soils. Canonical correspondence analysis was utilized to distinguish the important impact factors. Water content was found to be the most important factor influencing the methane oxidation rate and Type II methanotrophs, and the optimum value was 15% (w/w), which induced methane oxidation rates 10- and 6- times greater than those observed at 5% (w/w) and 20% (w/w), respectively. Ambient oxygen conditions were more suitable for methane oxidation than 3% oxygen. The addition of 100 mg-N·kg _drysoil ^?1 of ammonium induced different effects on methane oxidation capacity when conducted at low or high water content. With regard to the methanotrophs, Type II was sensitive to the changes of water content, while Type I was influenced by oxygen content. Furthermore, the methanotrophic acidophile, Verrucomicrobia, was detected in soils with a pH of 4.9, which extended their known living environments.     

水稻田烤田期间甲烷排放规律研究

报道了在镇江丘陵区水稻生产中的烤田期间不同处理的甲烷排放特点及其与土壤水分、氧化还原电位的关系。结果表明,在烤田初期有一个甲烷排放高峰,然后很快下降,烤田后期甲烷排放接近于零;前茬施用稻草,对烤田期间甲烷排放有显著的促进作用;不同氮肥用量对甲烷排放的影响规律不明显;烤田期间甲烷排放占水稻全生育期排放量的比例,在３．８６％～１３．９２％范围内变化。     

生物覆盖层基质对垃圾填埋场甲烷氧化的影响

生物覆盖层甲烷氧化是填埋场甲烷减排的重要途径,覆盖层基质性能对其甲烷氧化能力影响较大。选用≤1mm堆肥物（1#基质）、≤1mm堆肥物＋陶粒（2^#基质）、≤1mm堆肥物＋陶粒（3#基质）、1～2mm堆肥物（4#基质）、2～3．2mm堆肥物（5#基质）等5种不同类型的生物覆盖层基质,在实验室内模拟研究填埋场生物覆盖层的甲烷生物氧化状况,旨在为筛选垃圾填埋场甲烷高效氧化的生物覆盖材料提供科学依据。试验结果表明：粒径对基质氧气传输能力的影响不明显;不同基质的甲烷氧化能力存在显著差异,纯堆肥物基质（1#、4#和5#基质）几乎没有甲烷氧化能力,堆肥物＋陶粒（1：1（v：v）的复合基质（2#、3#基质）的甲烷氧化效率高达100％。堆肥物一陶粒复合基质为甲烷氧化细菌营造了良好的环境,改善了生物覆盖层内的气体传输性能,是一种适宜的填埋场生物覆盖层基质材料。     

生物覆盖层基质对垃圾填埋场甲烷氧化的影响

生物覆盖层甲烷氧化是填埋场甲烷减排的重要途径,覆盖层基质性能对其甲烷氧化能力影响较大。选用≤1mm堆肥物(1#基质)、≤1mm堆肥物+陶粒(2#基质)、≤1mm堆肥物+陶粒(3#基质)、1～2mm堆肥物(4#基质)、2～3.2mm堆肥物(5#基质)等5种不同类型的生物覆盖层基质,在实验室内模拟研究填埋场生物覆盖层的甲烷生物氧化状况,旨在为筛选垃圾填埋场甲烷高效氧化的生物覆盖材料提供科学依据。试验结果表明:粒径对基质氧气传输能力的影响不明显;不同基质的甲烷氧化能力存在显著差异,纯堆肥物基质(1#、4#和5#基质)几乎没有甲烷氧化能力,堆肥物+陶粒(1:1(V:V))的复合基质(2#、3#基质)的甲烷氧化效率高达100%。堆肥物-陶粒复合基质为甲烷氧化细菌营造了良好的环境,改善了生物覆盖层内的气体传输性能,是一种适宜的填埋场生物覆盖层基质材料。     

水稻田的甲烷释放特性及其生物学机理

本文报导采用土柱法和田间原位法研究渍水稻田甲烷释放特性的结果。不同生育期的测定表明,早稻以分蘖盛期时释放量最大,以后逐渐减少,晚稻从分蘖始期起逐渐增加,至分蘖盛期、末期时达到最大,随后在孕穗期急剧减少,至生长后期又有所回升。以原位法测定表明,晚间和上午释放的甲烷量较多,中午几乎无甲烷释放,下午又有少量释放。不同施肥区稻田甲烷释放量明显不同,以施猪粪有机肥区为最高,次为施尿素无机氮区,不施肥区最低。但各施肥区水稻不同生育期的甲烷释放趋势完全一致,以分蘖期释放量最大,稻田释放的甲烷主要是稻植株释放的,可占总释放量的85％以上。行株间土壤释放的量不多。田间水释放极少,就植株而言,甲烷释放部位主要是在与土壤密切结合的未扰动的根基和根系部位,水面下茎秆白色部分和水上绿色部分几乎无释放。根系也主要是靠近根基的上半部分,根尖部位甲烷形成活性明显小得多。且研究表明,产甲烷细菌附存于根表而不进入根内组织。根际土壤中产甲烷细菌、厌氧性纤维素分解细菌和甲烷氧化细菌的数量以及总挥发有机酸含量都明显高于和行间土壤。