环境压力刺激植物源甲烷排放的研究

植物源CH4系指植物本身生成的CH4，不是厌氧微生物代谢产生的。以前研究表明：在没有环境压力下，植物缺乏显著的植物源CH4排放；在环境压力下（例如，高强度紫外线辐射、70-80?C），植物组织或材料生成并排放显著的CH4。在地表大气中，高强度紫外线辐射和70-80?C温度不具普遍性，但夏季高温（30-40?C）、干旱、物理伤害（昆虫取食、农作物收割）是自然界普遍存在的环境压力。本项目以华北地区非湿生植物（树木、小麦、玉米）为对象，应用组培、箱式法、涡度塔法、以及稳定同位素13C技术，研究夏季高温、干旱和物理伤害刺激植物源CH4排放。在实验室受控条件下，我们测定高温和干旱对树木幼苗CH4排放的影响，模拟它们的函数关系。在野外条件下，我们测定昆虫取食刺激的植物源CH4排放率和农作物收割引起的地表大气CH4浓度变化。实验结果对于估算区域（例如，华北地区）植物源CH4排放量具有一定的实际意义。

甲烷可通过微生物的和非微生物的机理产生。相对于微生物甲烷，非微生物甲烷受到较少的理解。近年来的一系列研究报道植物源甲烷生成和排放，一个非微生物的机理过程，其结果一直在探讨中。本项目以中、旱生植物为对象，应用室内培养等方法，研究植物源甲烷。结果表明，环境压力，诸如高温和厌氧胁迫，刺激植物叶片生成并排放显著的甲烷。通过抑制实验、有氧－厌氧循环实验和动力学实验，证明植物叶片排放的甲烷是通过非微生物的机理产生的。通过有氧与厌氧条件下的比较实验和自由基实验，证明自由基在植物源甲烷生成中起到显著的作用。基于本项工作和以前研究的结果，我们建议植物根系的非微生物甲烷生成，植物源甲烷生成与植物生理代谢的关系是潜在有价值的研究内容。