【摘要】：水稻土是甲烷重要的排放源之一,已有研究指出根際分泌物、作物殘留物、秸稈等有機物質(zhì)的厭氧降解可為水稻土產(chǎn)甲烷過程提供可利用碳源,研究外源有機物引起的甲烷激發(fā)效應對深刻理解水稻土甲烷排放過程、促進農(nóng)田溫室氣體減排具有重要的意義。其次,亞熱帶地區(qū)水稻土鐵含量豐富,鐵是影響水稻土氧化還原環(huán)境的重要元素,其對稻田土壤甲烷排放的影響也備受科研者的關(guān)注,而鐵氧化物對水稻土中甲烷激發(fā)效應的影響機制目前仍不甚清楚。因此,本項目以亞熱帶水稻土為研究對象,采用室內(nèi)模擬培養(yǎng)實驗和~(13)C穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù),研究不同晶型鐵氧化物對水稻土甲烷排放的影響,并量化甲烷激發(fā)效應的方向和強度,結(jié)合土壤理化性質(zhì)剖析鐵氧化物影響水稻土甲烷排放和激發(fā)效應的驅(qū)動機制,獲得以下主要結(jié)論:(1)添加鐵氧化物明顯抑制了水稻土甲烷的排放(P0.05),這與鐵氧化物對CO_2的固定、對底物和電子的競爭以及鐵還原菌的活性等有關(guān),抑制作用的強弱表現(xiàn)為針鐵礦在培養(yǎng)前期未發(fā)生抑制,在培養(yǎng)中期為強抑制,培養(yǎng)后期表現(xiàn)為弱抑制,而水鐵礦在整個培養(yǎng)期表現(xiàn)為強抑制作用。相關(guān)性分析也表明,土壤Fe~(2+)含量與CH_4累積激發(fā)效應、SOM-礦化率、CH_4累積釋放量之間呈極顯著的負相關(guān)關(guān)系(P0.01)。(2)水鐵礦對水稻土甲烷排放的抑制作用比針鐵礦更強烈,這種抑制作用主要與礦物結(jié)晶程度有關(guān),結(jié)晶程度越低,反應活性越高,鐵還原程度越高,對甲烷的抑制越強烈。(3)鐵氧化物明顯抑制了外源碳來源的CH_4釋放量(P0.05),且水鐵礦的抑制能力高于針鐵礦,這是因為水鐵礦的比表面積遠大于針鐵礦比表面積,導致水鐵礦對外源乙酸的吸附作用更強。(4)添加外源乙酸促進了土壤原有有機碳的礦化,表現(xiàn)為正激發(fā)效應;在添加乙酸的條件下,添加水鐵礦會進一步加強甲烷的正激發(fā)效應,添加針鐵礦減弱了甲烷的正激發(fā)效應。(5)CH_4累積釋放量與CH_4累積激發(fā)效應、SOM-礦化率之。間表現(xiàn)為極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P0.01),相關(guān)系數(shù)分別為0.853、0.933,這充分說明土壤本身有機質(zhì)礦化和外源碳產(chǎn)生的激發(fā)效應是甲烷排放的關(guān)鍵途徑。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S153

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本文編號：2668470