水稻田甲烷排放量的研究

双季稻田甲烷排放与土壤产甲烷菌群落结构和数量关系研究

李大明一，成艳红，一，刘满强，秦江涛ｓ，焦加国，李辉信，胡锋
（１．南京农业大学资源与环境科学学院土壤生态实验室，南京２１００９５；２．国家红壤改良工程技术研究中心，江西省红壤研究所，南昌３３１７１７；３．中科院南京土壤研究所，南京２１０００８）
ＬＩＤａ－ｍｉｎｇ，ＣＨＥＮＧＹａｎ－ｈｏｎｇ，ＬＩＵＭａｎ－ｑｉａｎｇ，ＱＩＮＪｉａｎｇ — ｔａｏ，ＪＩＡＯＪｉ Байду номын сангаас — ｇｕｏ，ＬＩＨｕｉ－ｘｉｎ，ＨＵＦｅｎｇ
ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎＭｅｔｈａｎｅＥｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅＣｏｍｍｕｎｉｔｙＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＡｂｕｎｄａｎｃｅｏｆＭｅｔｈａｎｏｇｅｎｓＵｎｄｅｒＤｏｕｂｌｅＲｉｃｅＣｒｏｐｐｉｎｇＳｙｓｔｅｍ
１０６个・。干土，均显著高于当季其他生育期。早稻生育期内产甲烷菌的群落结构多样性比晚稻复杂，数量比晚稻多，这与双季稻田的甲烷排放规律一致。稻田甲烷排放量与稻田土壤产甲烷菌的数量存在显著的正相关关系，而与群落结构没有显著相关性。因此，控制稻田产甲烷菌数量可以有效减少甲烷的排放量。
（１．ＳｏｉｌＥｃｏｌｏｇｙＬａｂ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｉｒｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎｌａ

清远地区晚稻田甲烷排放的实验

稻种植面积分布在亚洲，中国是世界上最大的水稻生产而国，其水稻面积约占世界水稻面积的２％，２水稻产量约占
２Ｃ放通量计算方法Ｈ排
… ’
全球的３％，７研究中国稻田ＣＨ排放规律和排放量具有十分重要的意义。华南地区水稻收获面积占全国的２％左５
种植 “ 金优９ ” 第３块田种植 “ ９，七丝尖” ７月１，０日播种，８
最高效率的传输路径３个有利条件同时存在。第２个峰
值的出现则是由于前面几个有利条件的同时存在，在水稻
月２日插秧，０月２１６日收割，全生育期为１８ｄ０。按照当地常规水肥管理和施肥方式，２日施入过磷酸钙＋农用８月碳酸氢氨做底肥，７１２８月、６和６日分别施水稻专用肥。实验采用静态箱法Ｊ使用的是水密封型可移动采，
王天龙杨，
（．１清远市气象局，广东清远
宁，任万辉
１０１）１０６
５１１；．１５８２沈阳市环境监测中心站，区晚稻田甲烷（Ｈ）Ｃ排放的实验观测资料，分析了该地区晚稻田生长
期间ＣＨ排放的变化规律，对影响排放的相关因子进行了分析。结果表明：晚稻田Ｃ排放的变化规Ｈ律基本为３峰型，整个生长期间平均排放通量为６０．９ｍｇ・ｍ～・～。不同稻种之间的Ｃ排放通量ｈＨ差别不是很大，种植的２个水稻品种“ 金优９ ” 七丝尖” ９和“ 相差１０ｇ・．８ｍｍ～・～。水位和土壤氧化ｈ
还原电位对ＣＨ排放通量有明显的影响。关键词：应用气象；甲烷排放；通量；田；稻清远

基于通量测量的稻田甲烷排放特征及影响因素研究

基于通量测量的稻田甲烷排放特征及影响因素研究
宋朝清,刘伟,陆海波,袁文平
1. 中国科学院西北生态环境资源研究院，冰冻圈科学国家重点实验室，甘肃兰州 730000 2. 中国科学院大学，北京 100049 3. 中国科学院植物研究所，植被与环境变化国家重点实验室，北京 100093 4. 中山大学大气科学学院，广东省气候变化与自
然灾害研究重点实验室，广东珠海 519082 5. 南方海洋科学与工程广东省实验室，广东珠海 519082
图3 不同阶段 CH 4 通量的Байду номын сангаас变化黑色误差线代表CH 4 通量的标准差
地球科学进展,2019,34(11),1141-1151.DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2019.11.1141

稻田甲烷排放水稻品种间差异及机理

稻田甲烷排放水稻品种间差异及机理水稻是我国最主要的粮食作物,持续不断提高水稻单产是我国稻作生产的重要任务。

但稻田也是温室气体甲烷的重要产生源和排放源,在全球甲烷排放中占据主导地位,对全球温室效应有重要影响。

研究明确不同水稻品种稻田甲烷排放差异并阐明稻田土壤—水稻植株及微生物与CH4释放潜能之间的关系,对水稻高产栽培和稻田温室气体减排有重要意义。

本实验以桂花球、徐稻2号和盐粳2号三个粳稻品种为材料,研究了上述品种间甲烷释放的差异和施氮量对其甲烷产生、氧化及排放的影响,分析了稻田中产甲烷古细菌和甲烷氧化菌的差异,并探究了稻田甲烷产生和氧化的微生物学机理。

主要研究结果如下：（1）不同品种水稻甲烷排放量具有显著差异。

全生育期甲烷排放总量,桂花球最高(1423 kg ha-1),徐稻2号次之(1010 kg ha-1),盐粳2号最低(923 kg ha-1)。

减少氮肥的使用可以显著降低稻田甲烷的释放。

（2）不同品种水稻在植株水平上差异显著。

盐粳2号与徐稻2号在植株干物质重、叶面积指数、茎蘖数、叶片叶绿素含量、根干重、根冠比、根长以及产量等方面显著高于桂花球,与甲烷排放量在品种间变化趋势相反,但是甲烷排放通量与产量、穗数、每穗粒数以及干物质重呈显著的负相关(r=-0.998*～-1.000*)；与结实率、千粒重等因素的相关性均不显著。

（3）通过高通量测序以及实时荧光定量PCR技术研究了不同品种水稻根际土壤中细菌、产甲烷古细菌以及甲烷氧化菌的群落结构与大小。

结果表明,不同品种根际土壤中微生物种类差异不明显,但是优势菌群的比例具有显著差异。

水稻田甲烷排放影响因素分析

水稻田甲烷排放影响因素分析一、水稻田甲烷排放概述水稻田作为重要的农业生态系统，在全球碳循环中扮演着关键角色。

其中，甲烷（CH4）作为一种强效温室气体，其排放对气候变化具有显著影响。

水稻田的甲烷排放主要来源于水稻根部的微生物活动，这些微生物在缺氧条件下将有机物质转化为甲烷。

本文将深入探讨影响水稻田甲烷排放的多种因素，以及如何通过管理措施减少其排放。

1.1 水稻田甲烷排放的基本原理水稻田的甲烷排放是一个复杂的生物地球化学过程。

在水稻田中，水稻通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，同时，土壤中的微生物在厌氧条件下将有机物质转化为甲烷。

这些甲烷随后通过水稻的气孔或直接从土壤表面释放到大气中。

1.2 水稻田甲烷排放的影响甲烷作为一种温室气体，其全球增温潜能是二氧化碳的25倍。

因此，水稻田的甲烷排放对全球气候变化具有重要影响。

此外，甲烷排放还与农业生产力、土壤肥力和农业生态系统的健康密切相关。

二、影响水稻田甲烷排放的主要因素2.1 土壤条件土壤是影响水稻田甲烷排放的关键因素之一。

土壤的质地、有机质含量、pH值和水分状况都会影响微生物的活动，进而影响甲烷的产生和排放。

2.2 水稻种植管理水稻的种植方式，包括种植密度、品种选择和灌溉管理，都会对甲烷排放产生影响。

例如，不同的水稻品种可能具有不同的根系结构和代谢活性，从而影响甲烷的产生。

2.3 肥料使用肥料的使用，尤其是氮肥，对水稻田甲烷排放有显著影响。

过量的氮肥使用可能导致土壤中氮的积累，进而影响微生物的代谢途径和甲烷的产生。

2.4 气候条件气候条件，包括温度、降水和光照，都会影响水稻田的甲烷排放。

温度的升高通常会导致微生物活性增强，从而增加甲烷的产生。

2.5 农业活动农业活动，如耕作、施肥和收割，都会对土壤结构和微生物群落产生影响，进而影响甲烷的排放。

三、减少水稻田甲烷排放的管理措施3.1 优化灌溉管理合理的灌溉管理可以减少水稻田的甲烷排放。

例如，采用间歇性灌溉而非持续淹水可以降低土壤的厌氧条件，从而减少甲烷的产生。

控制灌溉稻田甲烷排放规律及其影响机理研究的开题报告

控制灌溉稻田甲烷排放规律及其影响机理研究的开题报告一、研究背景稻田是甲烷排放的重要源头之一，占全球温室气体排放总量的10%-20%。

稻田甲烷排放的主要来源是微生物催化沉积有机质所产生的甲烷。

因此，稻田甲烷排放具有显著的季节性和区域性差异。

目前，世界各国对于稻田甲烷排放的研究主要是针对生态环境的影响以及减排措施的探究，但对控制稻田甲烷排放的规律和影响机理的研究相对较少。

因此，本研究将围绕此问题展开研究，旨在揭示控制稻田甲烷排放的规律和影响机理，为减少稻田甲烷排放提供科学的理论支持。

二、研究目的本研究旨在探讨控制灌溉稻田甲烷排放的规律和影响机理，为减少稻田甲烷排放提供科学的理论支持。

具体研究目的如下：1. 研究灌溉稻田甲烷排放的季节性和区域性差异规律，探索其影响因素；2. 研究不同种植方式下稻田甲烷排放的差异特征和规律；3. 基于实验结果和模拟分析，探索控制灌溉稻田甲烷排放的途径和措施。

三、研究内容为达到研究目的，在本研究中，我们将开展以下内容：1. 对不同地域、季节、种植方式下的灌溉稻田甲烷排放进行实地观测和采样分析，获取甲烷排放相关数据；2. 利用统计学和数据探索分析方法，分析甲烷排放的季节性和区域性差异规律，探索其影响因素；3. 基于田间实验和模拟模型，研究不同种植方式下稻田甲烷排放的差异特征和规律；4. 结合实验结果和模拟分析，探索减少灌溉稻田甲烷排放的方式和措施，以提供科学的理论支持。

四、研究方法1. 实地观测和采样分析法：对不同地域、季节、种植方式的灌溉稻田进行甲烷排放观测和采样分析，获取甲烷排放相关数据。

2. 统计学和数据探索分析法：利用统计学和数据探索分析方法，分析甲烷排放的季节性和区域性差异规律，探索其影响因素。

3. 田间实验和模拟模型：通过田间实验和模拟模型，研究不同种植方式下稻田甲烷排放的差异特征和规律，并结合控制灌溉稻田甲烷排放的方式和措施的研究。

4. 数据模型模拟：基于实验结果和模拟分析，运用数据模型模拟控制灌溉稻田甲烷排放的情况。

稻田温度与甲烷排放通量关系的研究

稻田温度与甲烷排放通量关系的研究近年来，由于气候变化和人类活动，土壤中的甲烷排放量增加，已成为全球温室气体排放通量的重要组成部分。

在上述情况下，研究人员正在努力探究土壤甲烷排放量如何受到气候变化和人类活动的影响，以此来进一步减缓地球变暖的步伐。

稻田因其作物种植规律性和高密度植被而特别适合用于研究甲烷排放量。

最近，研究人员着眼于稻田的温度，用于探讨稻田甲烷排放量的关系，进而识别温度是影响甲烷排放通量的重要因素。

许多研究表明，温度的升高可以明显增加稻田中的甲烷排放通量。

最明显的影响是出现在夏季，因为温度增高可以加速有机物的分解，有利于甲烷的生成。

例如，新几内亚南部和北部平原稻田的甲烷排放通量随着温度升高而增加，分别增加了7.4-8.2%和4.3-7.3%，每增加1°C可分别增加0.7和0.4毫克/公顷/秒。

另外，研究表明，较高温度下，甲烷氧化菌的活性也会受到影响，导致更多的甲烷被排放入大气中。

但是，并不是所有的温度上升都会导致甲烷排放量增加。

研究表明，夏季酷暑可能会导致植物死亡，使甲烷排放量减少。

土壤温度过低也会导致水分不足和缺乏有效营养素，影响甲烷排放。

此外，受到温度的影响，土壤中甲烷排放量也可能会伴随季节不稳定，尤其是炎热的夏季。

因此，温度是影响稻田甲烷排放量的重要因素，但其它环境因子（如湿度、养分和土壤类型）也会影响甲烷排放量的变化。

以上更进一步说明，影响甲烷排放通量的原因可能存在多种多样，另一方面需要深入了解稻田的营养物质、环境条件和植物特定品种等因素，并尽可能考虑到它们之间的关系。

进而，有助于采取更有效的应对措施，减少稻田及其他农业活动中的甲烷排放通量，减缓全球变暖的步伐。

稻田甲烷排放估算方法

稻田甲烷排放估算方法摘要：一、引言二、稻田甲烷排放的主要来源三、稻田甲烷排放的估算方法1.直接法2.间接法四、稻田甲烷排放量的减少措施五、总结正文：一、引言稻田作为我国重要的粮食生产基地，其生态环境问题日益受到关注。

其中，稻田甲烷排放是一个不容忽视的问题。

甲烷是一种具有强烈温室效应的气体，稻田甲烷排放对全球气候变化具有重要影响。

因此，研究稻田甲烷排放估算方法对于减缓气候变化、提高稻田生态环境具有重要意义。

二、稻田甲烷排放的主要来源稻田甲烷排放主要来源于水稻生长过程中的生物化学反应和土壤微生物分解。

在水稻生长期间，水稻根系释放的有机物质为土壤微生物提供了丰富的碳源，这些微生物通过分解有机物质产生甲烷。

此外，稻田水分的灌溉和土壤通气条件也对甲烷排放起到关键作用。

三、稻田甲烷排放的估算方法1.直接法：通过收集稻田土壤和水稻植株样品，实验室测定样品中的甲烷浓度，然后根据实测数据计算稻田甲烷排放量。

这种方法适用于小范围稻田甲烷排放研究，但操作过程较为复杂，耗时较长。

2.间接法：通过遥感技术监测稻田土壤水分、温度等环境因子，结合稻田甲烷排放机理模型，估算稻田甲烷排放量。

这种方法具有空间分辨率高、数据处理简便等优点，适用于大范围稻田甲烷排放估算。

四、稻田甲烷排放量的减少措施1.改进灌溉方式：合理调整稻田水分，避免长时间淹水，降低甲烷产生条件。

2.调整施肥方式：合理施用有机肥和化肥，减少稻田氮肥施用量，降低甲烷生成速率。

3.种植水稻品种：筛选低甲烷排放品种，降低稻田甲烷排放量。

4.土壤微生物调控：研究土壤微生物群落结构，寻找具有抑制甲烷生成作用的微生物，从而降低稻田甲烷排放。

五、总结稻田甲烷排放估算方法的研究对于制定稻田生态环境保护政策和实施减排措施具有重要意义。

直接法和间接法各有优缺点，适用于不同规模的稻田甲烷排放研究。