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。     

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。     

东北三江平原土壤氧化CH4研究

三江平原土壤不同深度氧化大气浓度CH4和高浓度CH4的速率具有明显的垂直差异 .2个非淹水土壤整个剖面都具有氧化大气浓度CH4的潜力 ,以表层土的速率为最大 .非淹水的耕作土壤残留的有机质层仍保留了较强的氧化大气浓度CH4潜力 ,氧化CH4速率是耕作层的 2 0倍 .淹水土壤的大部分层次不具有氧化大气浓度CH4的潜力 .所有供试土壤均能消耗高浓度CH4,泥炭含量较高的土壤层次比矿质层氧化高浓度CH4的速率高     

厌气条件下百菌清对土壤N2O和CH4排放的影响

在密闭、淹水、充N2的严格厌氧条件下对土壤进行了14d的培养试验,研究了杀菌剂百菌清在添加水平为田间施用量（FR）(5.5 mg·kg-1),20倍(20FR)和40倍田间施用量(40FR)时对强酸性、酸性、中性和碱性土壤N2O和CH4排放的影响.结果表明,20FR和40 FR的百菌清能够显著促进N2O向N2的还原,降低N2O排放,在酸性、中性和碱性土壤中培养14d后,对照处理的N2O排放量为0.076~0.46mg·kg-1,而20FR和40FR处理的N2O排放量为0.004~0.06mg·kg-1,降低了１个数量级.反硝化作用和有机氮矿化作用强的土壤中,百菌清减少N2O排放作用更明显.反硝化底物NO-3的存在对CH4的产生与排放具有显著的抑制作用.在加入百菌清未对NO-3浓度产生显著影响的土壤中,百菌清对CH4排放量没有明显影响,在对NO-3浓度产生显著影响的土壤中,CH4排放量随着NO-3的增加而减少,说明百菌清可能通过影响反硝化过程中NO-3的消耗而影响CH4排放.     

麦季稻秆还田方式对后续稻季CH4排放的影响

通过田间试验研究了麦季4种稻秆还田方式（不还田、表面覆盖、均匀混施和原位焚烧）对后续稻季CH4排放的影响,以探讨稻．麦轮作系统中秸秆还田对稻田温室气体排放的后续效应。试验于2007年小麦播种期将4．8t·hm^-2水稻秸秆分别以不同方式还田（不还田处理除外）,利用静态箱／气相色谱法对2008年后续稻季CH4排放进行观测。结果表明,不同麦季稻秆还田方式显著影响后续稻季的CH4排放。与不施稻秆处理相比,表面覆盖和均匀混施处理后续稻季CH4排放量增加了75％和40％,且CH4排放量差异主要体现在水稻生长前期（0．60d）;原位焚烧处理CH4排放量与稻秆不还田处理相比无显著差异（P〉0．05）;与不施稻秆处理相比,均匀混施处理显著增加稻季开始前土壤全C质量分数6％和全N质量分数12％（P〈0．05）;各处理水稻（Oryza sativa L．）产量无显著差异（P〉0．05）;稻秆麦季均匀混施与表面覆盖相比能在一定程度上抑制后续稻季CH4排放．同时避免了秸秆焚烧导致的C、N、P等元素的大量损失,是较为合理的麦季稻秆还田方式。     

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。     

不同植被下红壤性质对细菌碳源利用的影响

选取中国科学院红壤生态实验站的8种植被,用BIOLOG法检测了土壤细菌群落的碳源利用,并分析了16种土壤性质,利用主成分分析与回归分析方法研究了土壤性质对细菌群落碳源利用的影响.结果表明,7项土壤性质解释了细菌碳源利用总变异的54.9%,其中,土壤溶解性有机质碳氮比解释了14.3%,砂粘比、微生物碳氮比和溶解性有机碳解释了22.6%.水解氮和微生物氮解释了12.3%,速效钾解释了5.7%,表明红壤不同植被下细菌群落碳源利用受土壤性质的影响很大.     

墒沟埋草对稻田CH4和N2O排放的影响

2006年采用静态箱法观测对照(麦秆不还田)以及均匀混施和墒沟埋草2种麦秆还田方式下稻田CH4和N2O排放通量,探讨墒沟埋草对稻田CH4和N2O排放的影响.结果表明:墒沟埋草处理中,墒沟区域的CH4平均排放通量显著高于均匀混施处理(P＜0.05),而N2O平均排放通量显著低于均匀混施处理(P＜0.05).墒沟埋草处理的CH4季节排放总量是对照的4.07倍,而与均匀混施处理无显著差异(P＞0.05).墒沟埋草处理的N2O季节排放总量是对照的70%,是均匀混施处理的3.14倍.     

常熟市食物氮足迹的量化及其影响因素研究

随着人口增长、经济发展和居民生活水平的逐渐提高,食物消费结构发生转变,食物源氮消费产生的环境问题不容忽视。以长江三角洲典型县级市常熟市为例,运用实地调研和N-calculator模型相结合的方法计算2000—2016年食物氮足迹及其影响因素。结果表明,2010—2016年常熟市县城居民人均氮足迹为14.68～20.00 kg·人~(-1)·a~(-1),均值为(17.51±1.53) kg·人~(-1)·a~(-1);常熟市农村居民人均食物氮足迹为17.58～24.87 kg·人~(-1)·a~(-1),均值为(20.49±2.55) kg·人~(-1)·a~(-1)。县城居民食物氮足迹以动物源食物氮足迹为主(≥66.42%);农村居民食物氮足迹由2000年以植物源为主(51.90%)转变为2016年以动物源为主(62.40%)。2016年常熟市食物消费氮代价为7.64 kg·kg~(-1),比2000年下降24.65%,低于国家食物消费氮代价(9.90 kg·kg~(-1)),高于北京市水平(2.50 kg·kg~(-1))。食物消费结构、人均GDP、人均可支配收入和城镇化率是影响食物氮足迹的主要因素。该研究可为城市的可持续发展和生态环境改善提供依据。     

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