秸稈腐解菌劑和微生物產(chǎn)電過程對稻田土壤溫室氣體排放的影響.pdf

1、我國是世界上重要的農(nóng)業(yè)大國，每年產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈，秸稈是非常豐富、廉價且易于獲取的自然資源，如何合理地將這些資源利用起來，既使資源得到充分合理的利用，又使環(huán)境不會遭受污染和破壞，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)面臨的一大難題。秸稈還田能有效提升土壤肥力，因而被廣泛認可，但也存在著顯著增加溫室氣體排放的弊端。因此，尋找秸稈還田條件下合適的減排措施有很重要的意義。
　　本文研究了添加不同秸稈腐解菌劑處理、纖維素酶處理，秸稈腐解速度的差異和土壤CH4和

2、CO2排放通量的差異，明確秸稈腐解菌劑和纖維素酶對土壤CH4和CO2排放的影響。其主要結(jié)果如下:
　　(1)不同秸稈腐解菌劑對秸稈腐解的影響存在很大差異，本研究中“瑞萊特”微生物催腐劑(RL)對秸稈腐解的促進作用最明顯，且CH4累積排放量與60d后秸稈失重率顯著正相關(guān)(R=0.491，p＜0.05)，60d后秸稈失重率與CO2累積排放量無顯著相關(guān)性。在溫室培養(yǎng)條件下，本研究中使用的幾種秸稈腐解菌劑均對秸稈腐解無顯著的促進作用;秸稈

3、腐解菌劑與纖維素酶聯(lián)用也對秸稈腐解無顯著的促進作用，同時顯著增加了CH4和CO2的排放(p＜0.05)。
　　(2)在不同溫度下，相比于對照組(CKh)，“金葵子”腐稈劑(JKh)中的微生物更能適應40℃的高溫條件，能在該條件下顯著提高秸稈失重率(p＜0.05)，有效發(fā)揮促進腐解作用，且能顯著減少CH4和CO2排放(p＜0.05)。
　　另外，本文設(shè)置了連接不同外阻和添加不同量秸稈的微生物燃料電池(MFC)用于微生物產(chǎn)電，測

4、量了土壤CH4和CO2排放通量的差異，分析了不同實驗條件下產(chǎn)甲烷古菌和甲烷氧化細菌的豐度，以及運行MFC后土壤理化性質(zhì)的差異，明確微生物產(chǎn)電過程對土壤CH4和CO2排放的影響，及其微生物學機理。其主要結(jié)果如下:
　　(1) MFC連接的外阻越小CH4排放峰值越低、累積排放量越少，CH4的30d累積排放量與MFC連接的外阻呈極顯著相關(guān)(R=0.817，p＜0.01); MFC連接不同外阻CO2排放峰值和累積排放量均無顯著差異，CO2

5、的30d累積排放量與MFC連接的外阻也沒有顯著相關(guān)關(guān)系(p＞0.05)。
　　(2) CH4的排放與秸稈添加量有極顯著正相關(guān)(開路組OC: R=0.941，p＜0.01;閉路組CC: R=0.946，p＜0.01)，CO2的排放與秸稈添加量也有顯著正相關(guān)（開路組OC:R=0.871，p＜0.05;閉路組CC: R=0.785，p＜0.05，）;另外，與開路相比，運行添加0.5％秸稈MFC可顯著減少CH4累積排放量47.43％(p＜

6、0.05)，不添加秸稈無顯著差異，添加1％秸稈和添加2％秸稈的MFC則分別顯著增加CH4排放52.05％和131.07％(p＜0.05);運行MFC對CO2排放無顯著影響。
　　(3)相同秸稈添加量的開路組與閉路組之間產(chǎn)甲烷古菌豐度無顯著差異(p＞0.05），秸稈添加量為0.5％的開路組與閉路組之間甲烷氧化細菌豐度也無顯著差異(p＞0.05)，但秸稈添加量為2％的開路組(OC4)甲烷氧化細菌豐度顯著高于對應的閉路組(CC4)，因此

7、在秸稈添加量為0.5％時，MFC對CH4的減排效應占主導，在秸稈添加量為2％時，MFC對CH4氧化的抑制效應占主導。
　　同時，本文研究了在盆栽水稻條件下添加不同量秸稈MFC土壤CH4和CO2排放通量的差異，分析添加不同量秸稈條件下運行MFC后土壤理化性質(zhì)的差異，來明確盆栽水稻條件下MFC對土壤CH4和CO2排放的影響，以及放大實驗規(guī)模和種植水稻對CH4和CO2排放規(guī)律是否會產(chǎn)生影響。結(jié)果顯示，盆栽水稻條件下結(jié)果與未種植水稻時相似