近10年来,与稻田CH4排放关系密切的CH4产生和氧化,特别是CH4产生途径和氧化率(被氧化的百分率)研究备受关注。

    中国科学院南京土壤研究所徐华研究员课题组通过田间与培养试验,采用稳定性碳同位素自然丰度法研究了水稻生长季水分管理对中国江苏环太湖地区典型单季稻田CH4产生途径和氧化率的影响。结果表明,与持续淹水相比,间隙灌溉降低土壤乙酸产CH4的相对贡献率8—10%,却提高了土壤的CH4氧化率45—63%,并发现间隙灌溉显著减少了土壤CH4产生、增加土壤CH4氧化,从而显著降低稻田CH4排放量。该成果发表在Soil Biology & Biochemistry (2012 52:108-116)上。

    针对常年淹水稻田不仅在水稻生长季具有最大CH4排放量,而且在非水稻生长季也有一定量的CH4排放,课题组深入探讨了非水稻生长季稻田持续淹水条件下当季和后续稻季CH4产生途径和氧化率的季节变化规律。结果发现,乙酸产CH4的相对贡献率在全年大部分时期内都处于较低水平(50%以下),仅在水稻移栽后1-2个月内占主导地位(70%左右);非水稻生长季稻田氧化CH4的百分率(60—90%)显著高于稻季(10—80%)。该成果发表在Journal of Geophysical Research(2011 116 G04025 doi:10.1029-2011JG001696)上。

    上述研究结果首次定量报道了我国典型单季稻田水稻生长季水分管理对CH4产生途径和氧化率的影响,特别是非水稻生长季持续淹水稻田全年CH4产生途径和氧化率的季节变化规律,为进一步阐明水分管理对稻田CH4排放的影响及其机理提供理论依据和科学参考。

 

Guangbin Zhang Yang Jia Jing Ma Hua Xu Zucong Cai Kazuyuki Yagi. Intermittent irrigation changes production oxidation and emission of CH4 in paddy fields determined with stable carbon isotope technique. Soil Biology & Biochemistry 2012 52:108-116.

 

Guangbin Zhang Xiaoyan Zhang Yang Ji Jing Ma Hua Xu Zucong Cai. Carbon isotopic composition methanogenic pathway and fraction of CH4 oxidized in a rice field flooded year-round. Journal of Geophysical Research 2011 116 G04025 doi:10.1029-2011JG001696.