稻田土壤对甲烷的吸收作用及其影响因素研究

【摘要】： 本文在实验室条件下对浙江大学华家池校区农场稻田的小粉土和金华市红壤性水稻土的CH_4吸收能力进行了初步的研究。通过培养试验研究了对稻田土壤吸收消耗CH_4的基本特性及温度、土壤水分含量等因素对稻田土壤CH_4吸收能力的影响。 结果表明，在不同情况的处理下，小粉土的CH_4吸收速率均比红壤性水稻土快，其表现出的吸收CH_4能力均比红壤性水稻土强。小粉土具有微弱的吸收消耗大气中CH_4的能力，而红壤性水稻土则没有。同时，稻田土壤吸收消耗CH_4完全是微生物作用的结果，灭菌过的土壤不具备吸收消耗CH_4的能力。 当初始CH_4浓度＞10μl·L~(-1)时，两种土壤均能吸收消耗CH_4，所供给的CH_4浓度越高，吸收CH_4的速度越大，而且高浓度(＞1000μl·L~(-1))的CH_4浓度甚至还可以刺激本来不具备吸收大气CH_4能力的红壤性水稻土吸收大气CH_4。 稻田土壤吸收消耗CH_4并不只是遵循简单的一级反应动力学，其吸收速率存在着“慢→快→慢”的非单调变化，显然使用一级反应动力学方程式是不能较好地描述稻田土壤吸收消耗CH_4变化过程的。由于微生物对农药的降解在逻辑上相似于微生物对养分的利用，因此可利用土壤农药降解的动力学模型(Liu and Zhang，1987)来拟和在封闭系统中稻田土壤吸收消耗CH_4随时间的变化过程，拟和结果表明，土壤农药降解动力学模型同样也适用于模拟稻田土壤吸收消耗CH_4的过程。 在5—50℃之间，小粉土和红壤性水稻土吸收CH_4的最适宜温度分别为30.5和32.1℃左右，然后随着温度的升高和降低，其吸收能力也逐步下降，分别在5和10℃以下及50℃以上，基本停止对CH_4的吸收。 在从风干到750g·kg~(-1)的土壤水分含量变化范围内，小粉土和红壤性水稻土吸收CH_4均有一最佳水分含量(306和402g·kg~(-1))，然后随着水分含量的增加和减少，其CH_4吸收能力逐步下降。风干完全抑制CH_4吸收。与最佳土壤水分含量的差别越大，其对稻田土壤初始CH_4吸收活性、速率及它们增长的抑制效果就越明显。 【关键词】：稻田土壤 甲烷 吸收 甲烷浓度 温度 水分含量 动力学模型
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：X131.3
【目录】：

• 中文摘要6-7
• 英文摘要7-8
• 前言8-9
• 一、 土壤中甲烷的产生和吸收（文献综述）9-33
• 1、 CH_4的温室效应9-10
• 2、 大气中CH_4的浓度及其变化趋势10-12
• 3、 大气CH_4的源和汇12-13
• 4、 土壤中CH_4的产生13-15
• 5、 土壤中CH_4的吸收15-18
• 6、 稻田土壤中CH_4的传输18-19
• 7、 稻田土壤CH_4产生、排放的影响因素19-26
• 8、 影响土壤CH_4吸收的因素26-33
• 二、 材料与方法33-36
• 1、 供试土壤33
• 2、 培养试验33-35
• 3、 CH_4的测定35
• 4、 土壤理化性质的测定35-36
• 三、 结果与讨论36-63
• 1、 稻田土壤吸收CH_4的基本特性36
• 2、 初始CH_4浓度对稻田土壤CH_4吸收的影响36-42
• 3、 稻田土壤吸收CH_4的动力学模型42-49
• 4、 土壤温度对稻田土壤吸收CH_4能力的影响49-55
• 5、 土壤水分含量对稻田土壤吸收CH_4能力的影响55-63
• 四、 结论63-65
• 参考文献：65-71

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