外源有机物在稻田土壤中分解转化与甲烷排放关联性研究

By in situ observation and laboratory incubation experiments,we will study that the changes of methane emission, soil organic carbon and oexogenous organic matter in Southern Typical Paddy Ecosysterm in China. The data would be analyse by mathematic analysis methed. The result will indicate that the relation between methane and key soil active orgnic carbon and low molecular matter,we will find response mechanism of exogenous organic matter decomposition and transformation in paddy soil and methane emission. the reaseach results can provide a theoretical basis for the methane emission in paddy field ecosystem.

通过稻田原位观测和室内培养试验相结合，研究我国南方典型稻田生态系统施用外源有机物的甲烷排放变化动态、活性有机碳组分变化、外源有机物分解过程中产生的引起甲烷排放的低分子有机物动态变化；利用数学分析方法，探讨稻田土壤施入外源有机物后关键土壤活性有机碳、低分子有机物和甲烷排放的动态关系，明确外源有机物在稻田土壤中的分解转化规律及甲烷排放的响应机制，为稻田生态系统甲烷减排提供理论依据。

本项目通过稻田原位田间小区试验，研究稻田施入外源有机碳的甲烷排放通量及与不同活性有机碳的关系，结果表明，稻田施有机肥（猪粪、鸡粪和稻草）的甲烷排放总量为稻草>鸡粪>猪粪>化肥和无肥。稻草、鸡粪和猪粪的甲烷排放总量分别是化肥处理的3.30，2.04和1.08倍。水稻分蘖期是甲烷排放的主要生育期；施有机肥对土壤中的活性有机碳均有一定的促进作用。3年不同施肥处理土壤中水溶性有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳和易矿化有机碳的平均含量分别为383.6、2501.2、640.4mg/kg和1069.7mg/kg，土壤中易氧化有机碳和微生物量碳的含量直接影响稻田甲烷排放；淹水培养试验证实有机物与土壤混合培养后甲烷排放通量明显增加，淹水培养中，土壤还原性物质总量、活性还原物质、Fe2+、Mn2+、乙酸和水溶性有机碳与甲烷排放通量存在极显著正相关关系。综合分析，有机物淹水培养溶液中还原有机物总量、Fe2+、乙酸、丁酸和酚类显著影响土壤甲烷排放，有机物中含有-NH2、-[O=C-NH2] 和-CH2-OH三种还原性结构可能是有机物增加甲烷排放的主要还原性官能团。因此本项目研究分析得出影响稻田甲烷排放的土壤活性有机碳含量、淹水还原物质种类和小分子物质浓度以及共同的官能团结构。明确外源有机物在稻田土壤中的分解转化规律及甲烷排放的响应机制，为稻田生态系统甲烷减排提供理论依据。