不同稻作系统土壤的CH₄产生潜力与产生途径

来源：环境科学杂志2022年第1期北京时间：

作者：沈皖豫,黄琼,马静,张广斌,徐华

单位：中国科学院南京土壤研究所, 土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院南京土壤研究所, 土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院南京土壤研究所, 土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院南京土壤研究所, 土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院南京土壤研究所, 土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008

摘要：不同稻作系统土壤的CH₄产生潜力，特别是CH₄产生途径（主要为乙酸发酵和CO₂/H₂还原）间的差异尚不明确.通过添加与不添加氟甲烷（CH₃F）抑制剂（添加比例分别为2%和0%）的土壤厌氧培养试验，并采用稳定性碳同位素等方法，对我国3类典型稻田生态系统（稻-麦轮作，RW；稻-休闲，RF；双季稻，DR）土壤CH₄产生累积浓度、CH₄产生潜力、溶解性有机碳（DOC）含量、乙酸含量和乙酸产CH₄的相对贡献率（f_ac值）进行了对比研究.结果表明，RF的CH₄产生潜力为7.18 μg ·（g ·d）-1，显著低于RW［10.33 μg ·（g ·d）-1］和DR［13.42 μg ·（g ·d）-1］（P<0.05）；相关分析表明，CH₄产生潜力与土壤阳离子交换量及pH呈显著负相关（P<0.01）；添加CH₃F显著抑制CH₄产生（P<0.05）.DR的ω（DOC）和ω（乙酸）分别为255 mg ·kg-1和7.34 mg ·kg-1，较RW和RF分别高17%~51%和22%~23%（P<0.05）.δ13 CH₄和δ13 CO₂值受稻作系统的影响显著，其中，RF的δ13 CH₄值最大（-43.89‰），较RW和DR分别偏正11.06‰和8.33‰（P<0.05）；而其δ13 CO₂值最小（-26.30‰），较RW和DR分别偏负7.63‰和5.14‰（P<0.05）.RW和RF的α_{（CO2/CH4）}值分别为1.057和1.058，显著低于DR的1.062（P<0.05）.RF的f_ac值为84%~98%，较RW和DR分别高34%~38%和20%~23%（P<0.05）.

关键词：乙酸产CH4途径,土壤性质,稻田生态系统,氟甲烷,稳定性碳同位素组成,