常年淹水稻田甲烷产生潜力和产生途径的季节变化.pdfVIP

第 60 卷 第 2 期 土 壤 学 报 Vol. 60 ，No. 2 2023 年 3 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA Mar. ，2023 DOI ：10.11766/trxb202107050347 朱小莉，黄琼，宋开付，马静，张广斌，徐华. 常年淹水稻田甲烷产生潜力和产生途径的季节变化[J]. 土壤学报，2023 ，60 （2 ）：503–511. ZHU Xiaoli ，HUANG Qiong ，SONG Kaifu ，MA Jing ，ZHANG Guangbin ，XU Hua. Seasonal Variations in Methane Production Potential and Methanogenic Pathway in a Permanently Flooded Rice Field[J]. Acta Pedologica Sinica ，2023 ，60 （2 ）：503–511. 常年淹水稻田甲烷产生潜力和产生途径的季节变化* 1，2 1，2 1，2 1 1† 1 朱小莉 ，黄 琼 ，宋开付 ，马 静 ，张广斌 ，徐 华 （1. 土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所），南京 210008 ；2. 中国科学院大学，北京 100049 ） 摘 要：甲烷的减排问题已成为各国政府和科研人员关注的焦点。稻田是温室气体甲烷的重要排放源，甲烷产生是排放的前 提条件，主要有乙酸发酵和 CO2/H2 还原两条途径。常年淹水稻田甲烷排放量高，减排潜力大，但关于这类稻田甲烷产生途 径的季节变化规律尚少见报道。于四川省资阳市的常年淹水稻田，采集水稻 4 个重要生育期（分蘖期、孕穗期、抽穗期、成 熟期）的新鲜土样，通过室内厌氧培养试验观测了甲烷产生潜力，并采用稳定性碳同位素方法和氟甲烷（CH3F ，2% ）抑制 法，量化 CO2/H2 产甲烷的碳同位素分馏系数（ αCO /CH  ），从而定量评估乙酸产甲烷途径的相对贡献率（ƒ乙酸 ）。结果表明： 2 4 添加 CH –1 –1 13 13 3F 显著降低甲烷产生，甲烷产生潜力在成熟期最大，变化范围为 3.22～12.71 µg·g ·d ；产生 CH4 的 δ C 值 （δ CH4 ） 为–66.83‰～–59.62‰ ，较添加 CH 13 3F 的 δ CH4 显著偏正（–90.83‰～–82.26‰ ）；αCO /CH 在分蘖期最大，孕穗期最小， 2 4 变化范围为 1.064～1.076；ƒ乙酸 由分蘖期的 54%～61%急剧下降至孕穗期的 30%～35% ，在成熟期又上升至 54%～61%。进一 步分析发现：甲烷产生潜力的季节变化与土壤溶解性有机碳（DOC ）含量的季节变化显著正相关，ƒ乙酸 的季节变化与土壤乙 酸含量的季节变化显著正相关。综上，常年淹水稻田的甲烷产生潜力和产生途径均存在明显的季节变化，且分别主要受土壤 DOC 和乙酸含量的影响。 关键词：常年淹