施用有机物对水稻田甲烷排放的影响

文章内容：5,～2(鹤毋,72免.?雨和己施用有机物对水稻田甲烷排放的影响/?./箱鼻,.丁在水稻整个生育期内,剩用密闭箱法测定了日本四个不同地点稻田的甲烷排放量.观察结果表明甲烷通量季节性变化较大.甲烷排放与水稻田土壤氧化还原电位降低密切相关,排水落干和追施化肥能显着降低早烷;放甲烷排放量明显与土壤类型有关.泥炭土稻田排放最高&;在耕作期内甲烷排放量为44.8克/米),其次是潜育化土稻田(为8.～27.0),浅暗色土稻田,甲烷排放量极低(为0.6～2.6).以6～9吨/公顷的水稻秸杆施入稻田甲烷排放量增加了1.～3.5倍.施用堆肥甲烷排放量有少量增长.每个小区中甲烷的年排放置与淹水前采集的水田土壤易矿化碳()含量呈正相关,是影响淹水土壤甲烷排放的主要园素之一.自首次证实大气中甲烷浓度增加至今已近十年了.迄今为止,对大气甲烷含量随时间变化的监测工作已在世界的不同地点进行,观测结果表明,近十年来大气甲烷的年平均增长率约为.从极地冰芯中采集的古代空气样的分析揭示,三百年以前大气甲烷浓度不到现在大气甲烷浓度的一半,并且几乎保持恒定.大气甲烷浓度的加速增加始于十九世纪.对流层和平流层的光化学反应过程中甲烷起一种重要作用,甲烷浓度的变化对大气化学产生强烈的影响.此外,甲烷与=,和氯氟烃()一样都是温室气体.具有强烈的红外吸收频潜,能捕集地球表面的部分热辐射.因此,人们担忧甲烷浓度日益增加可能对全球热平衡产生极大的影响,起地球表面温度上升.大气甲烷通过各种各样的天然和人为过程产生.全球大气甲烷的估算量已由几个研究者提出.他们列举了甲烷的主要来源反刍动物的肠道发酵,天然湿地和耕作稻田的排放,生物物质燃烧,煤矿开采和天然气的鼍漏.但是,在单一来源的估计值和导致大气甲烷浓度增加的主要原因方面存在着许多不确定性.水稻田被认为是大气甲烷的一个重要来源,1939年至1986年,垒世界水稻田面积从86×.公顷增加到145×10.公顷,相应的年增长率为1.4%(19541986).-等在加利稿尼亚首次进行了稻田甲烷通量的原位测定.他们发现稻田甲烷主要是通过水稻植株体直接释放的,与扩散或水一空气界面出现的气泡无关.他们认为稻田甲烷通量存在着较强的季节性变化.这些发现后被等(1984年),--等所证实.他们的广泛研究还表明甲烷通量取决于土壤表层的温度变化.在加利福尼亚和南歇,人们虽已进行了年排放测定,但没有包括亚溯国家的田闻数据,而世界稻田的90%在亚洲,因此,全球水稻田甲烷排放量的估计值仍存在极大的不确定性.此外,为了作出准确的估计,需要更多关于控制稻田甲烷产生和排放因素的信息.本项研究中,提出了日本稻田甲烷年排放的田闻测定结果和土壤性质,有机物的施用,耕作措施对日本稻田甲烷排放的影响.25材料与方法研究地点和±壤1988年在日本茨术府的四个不同地点龙崎,河内,水户和筑波的稻田进行了田间观测研究.每块稻田接常规方法种植水稻.筑波的甲烷通量测定是在国立农业环境技术研究所的试验稻田进行,水田土壤为浅暗色土(火山灰土),面积为每块地1000=.龙畸和河内是河的冲积低洼地,是水稻集约化种植区的一部分.龙崎的甲烷排放浏定是在获本府农业试验站龙崎分都的试验水稻田中的四个小区里进行,每个小区面积为100米.水稻田土壤类型为潜育化土(饱和潜育土).在河内,供研究的稻田属于一个农场,由泥炭化湿地(不饱和有机土)通过覆盖冲积土改良而威.水户甲烷排放通量测定是在筑波农业试验站实验稻田的五个小区里进行,每个小区面积为160米.此实验稻田位于覆盖了腐殖化暗色土的洪积台地上.上述三处水稻实验田,成功地施用化肥和有机物(稻草或稻草堆肥)已有十多年的历史.复合化肥(铵一钾一氯化物一磷酸盐肥)在淹水前混合施入土壤作为基肥,在水稻抽穗前施予土表作为迫肥.把前茬的水稻秸杆切碎,还田,作为水稻秸杆处理小区.稻草堆肥在淹水前施到堆肥处理小区.总碳总氮和矿化氮()含量潮定用干燃烧法和碳氮分析仪(型号为-.-80)测定总碳和总氮.为了测定易矿化碳()含量,将10—15克新鲜,湿润的土样放入具有异丁橡胶塞的50毫升锥形瓶中,在25氮气条件下培养.培养瓶内上部空间的:和.浓度变化利用装有热导检测器的气相色谱仪(一4)测定.本文ⅵ的含意为培养28天后—和.一的总量.土壤分析重复三次.甲婉遁■的测定利]\'(1988年)描述的密闭箱法测定稻田向大气排放的甲烷通量.采样箱和采样系统见图.箱体为圆筒形(直径28.5厘米),由金属制造而成,分3种尺寸,图1稻日甲烷通量测定的采样籍和采样系统草图曩内部有效高度分别为16.7,66.0和102.0厘米.可充气的橡胶管贴在箱的底部,以防止扰动水田表土.箱内有一混匀空气的小风赢,箱的大小根据水稻生长的株高来选择.甲烷通量通过测定箱由空气中随时同增加的甲烷浓度来确定.开始测定时,把箱放在稻田上,罩住两穴水稻,箱内的空气用空气采样泵以1.2升/分的流速抽出,采集0.6升空气到聚氟乙烯袋.空气采集一般是在盖箱后10分钟内完或.除甲烷通量的昼夜变化测定外,所有测定都在上午10:00～中午12:00进行.气样袋内的甲烷浓度通过装有进样器(13.一5)和火焰离子化检测器的气相色谱仪(一12)测定.注射5毫升气样,在载气()流速40升/分,柱温70条件下,经5分子筛色谱柱分离.用浓度为1.47和2.48甲烷标准气体进行校椎.在水稻生长期间,监测水田土壤的土温和氧化还原电位.为了测定水田土壤的,把尖端镀铂的电极插入土壤5厘米深处,整个生长季节保持不动.每一小区至少重复测定三次结果与讨论通量的变化龙崎,在水稻培育期间,观察到甲烷通量有较大的季节性变化.淹水后约一个月,甲烷排放随土壤的降低而开始增加,稻田排放甲烷的周期性变化与稻田土壤低氧化还原电位的周期性变化密切相关.虽然各处理小区之间通量值不同,但所有的处理小区都出现三个通量峰值,第一个峰值出现在六月底水稻分蘖后期,第=个峰值出现在七月中旬追施化肥前,这时水稻秸杆处理的小区,通量值超过30?,第三个峰值出现在8月中旬,所有处理小区

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