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绿肥稻田土壤甲烷减排材料筛选及减排机制研究
1
作者
孙晋鑫
周国朋
+5 位作者
马正波
梁婷
常单娜
刘佳
刘晗
曹卫东
《农业环境科学学报》
北大核心
2025年第1期194-203,共10页
绿肥在培育健康土壤和保障水稻高产优质方面具有重要作用,然而高量有机物还田可能引发稻田土壤的甲烷(CH_(4))增排,须研发相应的管控路径。本研究通过在添加绿肥后的稻田土壤中施用田菁炭、过氧化钙、硫磺、2-氯乙烷磺酸钠和针铁矿5种CH...
绿肥在培育健康土壤和保障水稻高产优质方面具有重要作用,然而高量有机物还田可能引发稻田土壤的甲烷(CH_(4))增排,须研发相应的管控路径。本研究通过在添加绿肥后的稻田土壤中施用田菁炭、过氧化钙、硫磺、2-氯乙烷磺酸钠和针铁矿5种CH_(4)减排材料,研究其CH_(4)减排效果,并针对减排效果较好的材料开展了作用机制研究。结果表明:与无绿肥(CK)相比,绿肥还田增加了稻田土壤CH_(4)排放,添加减排材料后CH_(4)排放降低。其中,与单独绿肥(GM)相比,添加田菁炭(GM+C)和硫磺(GM+S)CH_(4)累积排放量降幅较小,分别为19.5%和23.8%;2-氯乙烷磺酸钠(GM+CES)相较于GM的CH_(4)减排效果最佳,CH_(4)累积排放量降低了66.7%,全球增温潜势(GWP)降低了52.5%。培养结束时(90 d),与GM相比,添加2-氯乙烷磺酸钠的土壤pH降低了0.4个单位,产甲烷古菌mcrA丰度降低了29.9%。随机森林模型和相关性分析发现产甲烷古菌mcrA基因丰度与CH_(4)排放呈显著正相关,说明产甲烷古菌是驱动绿肥稻田CH_(4)排放的重要因子。研究表明,绿肥稻田土壤可通过添加减排材料实现CH_(4)减排,本研究中以2-氯乙烷磺酸钠的效果最优,其专一、高效抑制产甲烷古菌群落,是未来值得探索的绿肥稻田土壤CH_(4)减排材料。
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关键词
绿肥
CH_(4)
减排材料
产甲烷古菌
2-氯乙烷磺酸钠
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职称材料
题名
绿肥稻田土壤甲烷减排材料筛选及减排机制研究
1
作者
孙晋鑫
周国朋
马正波
梁婷
常单娜
刘佳
刘晗
曹卫东
机构
中国
农业
科
学院
农业
资源与
农业
区划研究所/北方干旱半干旱耕地
高效
利用
全国
重点
实验室
中国农业大学资源与环境学院/养分资源高效利用全国重点实验室
安徽
农业
大学
资源与
环境
学院/
农田生态保育与
养分
资源
高效
利用
安徽省
重点
实验室
/安徽省绿色磷肥智能制造与
高效
利用
工程研究中心
江西省
农业
科
学院
土壤肥料与
资源
环境
研究所
出处
《农业环境科学学报》
北大核心
2025年第1期194-203,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2021YFD1700200)
国家自然科学基金项目(32072678,32202609)
国家绿肥产业技术体系项目(CARS-22)。
文摘
绿肥在培育健康土壤和保障水稻高产优质方面具有重要作用,然而高量有机物还田可能引发稻田土壤的甲烷(CH_(4))增排,须研发相应的管控路径。本研究通过在添加绿肥后的稻田土壤中施用田菁炭、过氧化钙、硫磺、2-氯乙烷磺酸钠和针铁矿5种CH_(4)减排材料,研究其CH_(4)减排效果,并针对减排效果较好的材料开展了作用机制研究。结果表明:与无绿肥(CK)相比,绿肥还田增加了稻田土壤CH_(4)排放,添加减排材料后CH_(4)排放降低。其中,与单独绿肥(GM)相比,添加田菁炭(GM+C)和硫磺(GM+S)CH_(4)累积排放量降幅较小,分别为19.5%和23.8%;2-氯乙烷磺酸钠(GM+CES)相较于GM的CH_(4)减排效果最佳,CH_(4)累积排放量降低了66.7%,全球增温潜势(GWP)降低了52.5%。培养结束时(90 d),与GM相比,添加2-氯乙烷磺酸钠的土壤pH降低了0.4个单位,产甲烷古菌mcrA丰度降低了29.9%。随机森林模型和相关性分析发现产甲烷古菌mcrA基因丰度与CH_(4)排放呈显著正相关,说明产甲烷古菌是驱动绿肥稻田CH_(4)排放的重要因子。研究表明,绿肥稻田土壤可通过添加减排材料实现CH_(4)减排,本研究中以2-氯乙烷磺酸钠的效果最优,其专一、高效抑制产甲烷古菌群落,是未来值得探索的绿肥稻田土壤CH_(4)减排材料。
关键词
绿肥
CH_(4)
减排材料
产甲烷古菌
2-氯乙烷磺酸钠
Keywords
green manure
methane
emission reduction material
methanogenic archaea
2-chloroethanesulfonate
分类号
X71 [环境科学与工程—环境工程]
X144 [环境科学与工程—环境科学]
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作者
出处
发文年
被引量
操作
1
绿肥稻田土壤甲烷减排材料筛选及减排机制研究
孙晋鑫
周国朋
马正波
梁婷
常单娜
刘佳
刘晗
曹卫东
《农业环境科学学报》
北大核心
2025
0
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