爐渣對調節稻田甲烷排放的影響機制

《爐渣對調節稻田甲烷排放的影響機制》是依託福建師範大學，由王維奇擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：爐渣對調節稻田甲烷排放的影響機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王維奇
• 依託單位：福建師範大學

項目摘要

稻田是主要的甲烷排放源，隨著人口增長對稻米需求量的增加，相應的甲烷排放量也將升高，從而加速全球變暖。國外已有學者通過鋼鐵工業爐渣施用來解決稻米生產帶來的甲烷排放增加的問題，但缺乏爐渣對調節稻田甲烷排放的影響機制的系統研究，本項目擬通過對研究區早稻田連續三年的觀測，探討爐渣施用對甲烷產生、氧化、傳輸和排放過程的影響，在此基礎上，揭示控制爐渣施用對稻田甲烷減排的關鍵過程；測定土壤三價鐵在水稻生長期的還原速率，分析以爐渣形式添加的外源三價鐵對原有土壤三價鐵還原激發效應的持續性，明確三價鐵還原與甲烷代謝的關係；測定三價鐵在稻田排乾期的再生潛力，並闡明再生三價鐵對下一年稻田甲烷減排效應的可持續性。項目的開展將彌補爐渣施用對調節稻田甲烷排放的影響機制研究方面的不足，也可為我國稻田甲烷減排策略研究提供新的思路。

結題摘要

稻田是主要的甲烷排放源，隨著人口增長對稻米需求量的增加，相應的甲烷排放量也將升高，從而加速全球變暖。國外已有學者通過鋼鐵工業爐渣施加來解決稻米生產帶來的甲烷排放增加的問題，但缺乏爐渣對調節稻田甲烷排放的影響機制的系統研究，本項目擬通過對研究區稻田連續觀測，探討爐渣施加對甲烷產生、氧化、傳輸和排放過程的影響，在此基礎上，揭示控制爐渣施加對稻田甲烷減排的關鍵過程；測定土壤三價鐵在水稻生長期的還原速率，分析以爐渣形式添加的外源三價鐵對原有土壤三價鐵還原激發效應的影響，明確三價鐵還原與甲烷代謝的關係；測定三價鐵在稻田排乾期的再生潛力，並闡明再生三價鐵對下一年稻田甲烷減排效應的可持續性。研究結果表明，爐渣施加後主要是通過降低甲烷產生速率和植物體傳輸速率，進而顯著的降低了稻田甲烷排放量。土壤鐵含量隨著爐渣的施加而增加，並在排乾期存在再生現象，進而對稻田甲烷排放具有持續減排效應。在觀測期內，甲烷排放具有明顯的時間變化規律，這種季節性地甲烷排放特徵並不受到爐渣施加的影響，與對照相比較，整個觀測期內，2、4和8 Mg•hm-2爐渣施加後，甲烷排放通量分別減少了36.40%、52.27%和55.78%，甲烷的累積排放通量在爐渣施加後顯著降低（P＜0.01）。在觀測期內，氧化亞氮排放同樣具有明顯的時間變化規律。整個觀測期內，與對照相比，2、4和8 Mg•hm-2爐渣施加後，氧化亞氮排放通量分別減少了42.43%、41.22%和98.75 %，氧化亞氮累積排放通量在爐渣施加後顯著降低（P＜0.05）。稻田甲烷與氧化亞氮的綜合增溫潛勢在不同階段表現的特徵有所不同，其大小受到爐渣施加的影響。2、4和8 Mg•hm-2爐渣施加後，甲烷與氧化亞氮綜合增溫潛勢分別減少了44.43%、52.90% 和65.97%。與此同時，爐渣的施加對水稻產量的提高有一定的促進作用，特別是在8 Mg hm-2爐渣施加後，早稻產量明顯增加，晚稻水稻產量在4和 8 Mg hm-2 爐渣施加後也有所增加，但對蔬菜和下一季早稻產量的影響則不顯著，爐渣施加對水稻產量的促進作用主要與爐渣施加后土壤養分狀況得到改善有關。項目的開展將彌補爐渣施加對調節稻田甲烷排放的影響機制研究方面的不足，也可為我國稻田甲烷減排策略研究提供新的思路。