磷对稻田甲烷排放的影响及其可能机制

目前关于磷对稻田甲烷排放的影响研究较少,为此,本文检索了已发表的磷对稻田甲烷排放的相关文章,并对文献数据进行了再挖掘分析,总结归纳了磷对甲烷产生和氧化的可能影响,并对未来需要进一步探究的问题进行了讨论。分析发现磷对稻田甲烷排放的调控主要受种植系统和其他施肥情况的影响,一季中稻下大都表现为磷肥施用降低甲烷排放,降幅受其他土壤养分情况影响而不同。磷通过影响水稻根系及其分泌物进而影响土壤碳的有效性,直接影响土壤磷的有效性,并改变土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌的丰度和群落组成来调控甲烷的产生及氧化过程,最终影响甲烷的排放。     

淹水稻田甲烷产生和排放的研究现状

大气中温室气体如ＣＯ＿２、ＣＨ＿４和Ｎ＿２Ｏ等增加，导致全球气候变暖。ＣＨ＿４虽浓度相对较低，但其捕获热量的效率却比ＣＯ＿２高２０─３０倍，并以每年１％的速度增加。本文阐述了淹水稻田ＣＨ＿４排放过程及数量，稻田土壤类型、栽培措施对ＣＨ＿４产生与排放的影响，ＣＨ＿４排放与水稻生长关系。同时讨论了控制和缓解稻田ＣＨ＿４排放的途径。     

闽江河口稻田土壤甲烷产生潜力及其对炉渣添加的响应

对闽江河口稻田甲烷产生潜力及其对炉渣添加的响应特征进行了初步研究,结果表明,(1)稻田土壤甲烷产生潜力在培养第3天出现峰值,10-20 cm土壤是甲烷产生的主要发生层;(2)甲烷产生潜力的剖面变异性低于时间变异性;(3)炉渣添加对0-40 cm土壤层次甲烷产生潜力具有抑制作用,但不同土壤层次甲烷产生潜力对炉渣添加比例的响应有所不同。     

稻田甲烷排放研究

甲烷是主要的温室效应气体之一,它能引起全球气温上升和臭氧层耗竭。目前全球大气中的甲烷浓度约1.75ppm,每年平均递增约1％。甲烷在大气中的滞留期较长,约为10年,甲烷具有强烈吸收地表红外辐射的能力,就单分子的温室效应作用与CO_2比较,CH_4是CO_2的20—30倍。     

水稻对稻田甲烷排放的影响。

研究水稻对稻田甲烷排放的影响对有效控制或减少大气甲烷含量、保护大气环境等具有非常重要的意义.笔者从水稻根系对稻田甲烷产生的影响、水稻对稻田甲烷的传输影响和水稻根系的氧化能力对稻田甲烷排放的影响三个方面,对国内外水稻植株影响稻田甲烷排放的研究做一综述,并且分析了未来需要加强的研究内容.     

不同有机肥施用量对稻田甲烷排放的影响

为探讨不同有机肥施用量对稻田甲烷排放的规律,采用静态箱技术进行了模拟池中稻田排放甲烷的试验。结果表明：模拟池稻田甲烷的年排放总量为１２８０ｋｇ／ｈｍ＾２,晚稻高于早稻,前者是后者的２倍多,高量绿肥,常量绿肥＋经肥和纯化肥３个处理甲烷的年排放量分别为１８０８,１５３３和５３０ｋｇ／ｈｍ＾２,早稻以分蘖末期和幼穗分化始期时甲烷排放量最大。晚稻从分蘖开始逐渐增加,至分蘖盛期和末期达峰值,孕穗期急剧减少,     

不同水旱轮作方式对稻田甲烷排放影响的研究

用密闭箱法研究了不同水旱轮作方式对稻田甲烷排放的影响。１９９４ 年—１９９５ 年连续两年观测结果表明, 稻田甲烷排放的季节变化与前作有关, 前作是水稻的稻田移栽后即有大量甲烷排放,而前作是旱作蔬菜的水稻生长前期几乎没有甲烷排放,且旱作时间越长甲烷排放越迟,峰值越小。稻田甲烷平均排放通量结果表明,单季早稻和单季晚稻显著低于常规连作,而水旱年间轮作只显著减少早稻甲烷排放,对晚稻甲烷排放影响较小。     

不同耕作制对稻田甲烷排放通量的影响

耕作制度对稻田甲烷排放通量有显著影响。水稻－小麦轮作，稻田甲烷平均排放通量为５．３７ｍｇ／ｍ＾２．ｈ＾－１，仅是冬水稻田排放通量１６．１０ｍｇ／ｍ＾２．ｈ＾－１的１／３。耕作制也影响稻田甲烷排放的季节变化规律。     

地下水位与有机肥及水分管理对稻田甲烷排放的影响

采用长期定位模拟试验研究了地下水位，有机肥、水分管理对稻田甲烷排放的影响。结果表明，不同有机肥用量条件下，早委高量绿肥低水位处理稻田甲烷排放速率高于常量绿肥低水位处理，晚稻则相反；不同地下水位条件下，早稻高量绿肥低水位处理稻田甲烷排放速率高于高量绿肥高水位处理，晚稻相反；但是间歇排灌处理无论是排放速率还是排放总量都大大低于正常灌溉处理，且在所有处理中也是最低的。可见，干湿交替的水分管理方式是控制稻田甲烷排放的有效方法。     

稻田甲烷排放控制方法的研究进展

甲烷是一种引起全球性大气变暖的重要温室效应气体。本文对近几年来稻田甲烷排放的控制方法,即水稻品种控制、灌溉、施肥等农艺措施控制和抑制剂控制等方法及其优缺点进行了综述,并展望了今后控制方法的研究方向。     

稻田甲烷代谢及其对电子受体的响应

稻田是主要的甲烷排放源之一,其代谢过程及减排策略研究日益受到关注.本文综述了稻田甲烷代谢及其对电子受体响应的最新研究进展.结果表明,稻田甲烷代谢过程因环境条件的改变具有明显的变异性;电子受体主要是通过对甲烷产生和氧化的综合影响,最终控制着土壤甲烷排放;施肥和水分管理均会调节电子受体对甲烷代谢过程的影响.     

炉渣对调节稻田土壤pH和盐度的有效性分析

对炉渣调节稻田土壤pH和盐度的有效性进行研究。结果表明,稻田土壤pH和盐度随着炉渣施用量的提高而增大,并表现为炉渣施用后显著提高了稻田土壤的pH(P0.01),但对盐度的影响不显著(P0.05),不同土壤层次之间pH和盐度的差异性随着施用量的提高而减小。     

零价铁对猪粪发酵产甲烷和磷转化的影响

为解决猪粪发酵沼液中有机物和磷对环境造成的污染问题,提高清洁能源的生产率,通过在厌氧发酵系统中投加零价铁,采用傅里叶红外光谱仪（Fourier transform infrared spectrometer,FTIR）、X射线衍射分析（X-ray diffraction,XRD）、高通量测序等技术分析厌氧发酵过程中产甲烷量、磷的分布与形态、酶活性以及微生物群落等变化,研究零价铁对猪粪厌氧发酵产甲烷和磷转化的影响。结果表明,零价铁富集了Clostridun_sensu_stricto_1、Terripotobacter和Syntrophomonas等酸化菌,促进了水解酶的活性,使蛋白酶和β-葡萄糖苷酶的活性分别提高了0.6倍和2.4倍,增强了系统的水解酸化能力。并且零价铁还富集了产甲烷菌Methanosaeta,使产甲烷菌活性增强,最终提高了产甲烷11.1%。另外,零价铁富集了Ruminofilibacter和WS6_Dojkabacteria等相关磷转化的微生物,使酸（碱）性磷酸酶的活性增强26.3%左右,促进了系统内有机磷向无机磷转化。同时,零价铁显著提高了系统中溶解性Fe²⁺的含量,促进了水溶性磷向Fe结合磷化物的转化,最终固定在蓝铁矿等沉淀物中,显著地降低沼液总磷浓度。研究结果为提高猪粪厌氧发酵产甲烷和磷的固定提供了技术参考。     

稻田土壤还原性物质特征及与甲烷排放的关联性分析

以南方稻田土壤的定位试验为研究对象,选取其中的五种不同施肥(无肥、化肥、猪粪+化肥、鸡粪+化肥、稻草+化肥)处理,监测了水稻生长期间土壤活性还原性物质、活性有机还原性物质、亚铁(Fe2+)含量、土壤Eh值和甲烷(CH4)排放的动态变化,分析还原性物质与CH4排放的关系。结果表明,水稻生长前期稻田CH4排放通量、土壤活性还原性物质、活性有机还原性物质和Fe2+含量均较高,并随水稻生长呈逐渐下降的趋势;而土壤Eh在水稻整个生育期介于-238至118 mv之间,且为水稻生长前期低,后期高。施用有机肥后的土壤活性还原性物质和Fe2+含量比化肥处理平均分别增加了13%和11%,而土壤Eh值则低于无肥和化肥处理。相关分析表明,CH4排放通量与土壤中活性还原性物质、Fe2+均呈极显著正相关关系,而与土壤Eh呈极显著负相关关系。通过逐步回归分析进一步表明,土壤中Fe2+含量显著影响稻田CH4排放,控制稻田土壤中Fe2+含量有利于稻田CH4的减排。     

铁炉渣对稻田土壤反硝化作用N_2O通量的影响

采用静态箱—气相色谱法对铁炉渣施用后稻田土壤反硝化作用N2O通量的动态变化进行了测定与分析。结果表明,0、2、4、8 t·hm-2铁炉渣施加样地N2O通量分别为-0.0035⁰.0771、-0.04440.0771、-0.0444⁰.2136、-0.07200.2136、-0.0720⁰.2095、-0.07000.2095、-0.0700⁰.1592 mg·m-2·h-1,平均值分别为0.0323、0.0879、0.0769、0.0449 mg·m-2·h-1。施用铁炉渣并未对稻田土壤反硝化作用N2O通量造成影响(P>0.05)。     

稻麦轮作下秸秆不同利用方式还田对稻田甲烷排放的影响

秸秆还田能够促进土壤固碳,但秸秆不同利用方式还田对稻麦轮作系统中甲烷(CH_4)排放影响的研究结果存在很大不确定性。本研究采用静态暗箱-气相色谱法对太湖地区秸秆不同利用方式一年还田下稻麦轮作系统中CH_4排放规律进行田间原位观测。试验共设置4个处理,分别是:常规处理(NPK,施用氮肥、磷肥、钾肥)、秸秆还田处理(NPK+S,氮肥、磷肥、钾肥与秸秆均匀混施)、秸秆生物炭处理(NPK+B,氮肥、磷肥、钾肥与黑炭均匀混施)和秸秆与腐熟剂配施处理(NPK+SDI,氮肥、磷肥、钾肥、秸秆与腐熟剂均匀混施)。不同处理下CH_4排放主要集中在水稻生长季。与NPK处理相比,NPK+S和NPK+SDI处理均增加CH_4排放,增幅分别为12.7%和20.9%,NPK+B处理减少了7.5%的CH_4排放。与NPK+S处理相比,NPK+SDI处理CH_4排放显著增加7.3%,而NPK+B处理CH_4排放显著降低17.9%。除NPK+B处理显著提高了作物产量,其他处理对产量并无显著影响。与NPK处理相比,NPK+S和NPK+SDI处理显著增加了单位产量甲烷排放,增幅分别为23.7%和18.4%,NPK+B处理降低了单位产量甲烷排放,幅度为19.9%。与NPK+S处理比较,NPK+SDI与NPK+B处理单位产量CH_4排放分别降低了4.3%和35.3%。结果说明秸秆配合腐熟剂还田或秸秆炭化还田可减轻由秸秆直接还田所带来的环境损害,且炭化还田的减排效果更佳。     

稻田温室气体（CH4和N2O）排放影响因素及其减排措施研究进展

甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)是重要的两种温室气体,近一个世纪以来,大气中这两种气体浓度持续升高,进而引起温室效应明显加剧和气候变暖等极端气候的频繁出现.稻田生态系统是大气CH4和N2O的重要源.稻田温室气体的排放受土壤性质、气候条件及人为活动等因素的交互作用和综合调控,CH4和N2O排放量与各因素的变异程度、敏感程度密切相关.全面综述了影响稻田温室气体排放的因子及温室气体减排措施的研究进展,可为制定我国稻田温室气体减排措施、促进农业可持续发展以及生态环境协调发展提供参考.     

外源物质对水稻土铁还原的影响

在厌氧恒温培养条件下 ,测定了添加 EDTA、黄腐酸及醋酸盐对 4种不同水稻土中铁还原的影响。为了探讨不同土壤中微生物对铁的还原能力 ,以添加人工合成的 Fe(OH ) 3作为对比。结果表明 ,添加黄腐酸及醋酸盐对铁还原的影响在不同水稻土中表现不同 ,其中吉林和广东水稻土的变化明显 ,并且醋酸盐的作用大于黄腐酸 ;四川和江西水稻土添加黄腐酸及醋酸盐后铁还原量与对照没有显著差异。添加 Fe(OH) 3在吉林水稻土中能够引起铁还原的滞后现象 ,但最终的铁还原量与四川及江西水稻土相似 ,都较对照有明显的增加。在 2 5℃条件下培养 ,不同土壤中易还原氧化铁的数量不同 ,表现为吉林水稻土 >四川水稻土 >广东水稻土 >江西水稻土 ,其中广东水稻土中具有很大的铁还原潜力。