硅藻土和生物炭对稻田甲烷排放及相关微生物的影响
田黎霞1
李双龙2
刘章勇1
刘冬3
蒋梦蝶1
聂江文1
金涛1
1.长江大学 湿地生态与农业利用教育部工程研究中心/长江大学 农学院,湖北 荆州 4340252.远安县农业技术推广中心,湖北 远安 4442003.中国科学院 广州地球化学研究所/中国科学院 矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室,广东 广州 510640
摘要：为明确硅藻土、生物炭及二者配施对稻田甲烷(CH4)排放、产甲烷菌(mcrA基因)和甲烷氧化菌(pmoA基因)群落的影响,通过盆栽试验设置无改良剂添加(CK)、添加全量生物炭(B)、添加全量硅藻土(S)、添加半量生物炭和半量硅藻土(BS)4个处理,在水稻全生育期监测不同处理的CH4排放量,测定并比较其土壤可溶性有机碳(DOC)含量、铵态氮(NH4+-N)含量、氧化还原电位(Eh)及mcrA、pmoA基因丰度和相关微生物群落结构.结果表明,B、S和BS处理在水稻全生育期的总CH4累积排放量分别降低了23.47%、29.95%、32.51%;S和BS处理显著提高了土壤NH4+-N含量.4个处理的mcrA、pmoA基因丰度及mcrA/pmoA值均在分蘖期最高;与CK相比,B、S和BS处理全生育期的平均mcrA/pmoA值分别降低40.82%、49.78%、55.31%.与CK相比,B、S和BS处理的产甲烷菌群落多样性增加,甲烷氧化菌群落多样性降低.B、S和BS处理显著降低了甲烷八叠球菌科(Methanosarcinaceae)、甲基球菌属(Methylococcus)的相对丰度,显著增加了甲烷杆菌科(Methanobacteriaceae)的相对丰度;S和BS处理显著增加了甲基孢囊菌属(Methylocystis)的相对丰度.相关性分析结果表明,在水稻分蘖期、拔节期、孕穗期和成熟期,CH4排放通量与mcrA/pmoA值分别在0.001、0.01、0.05、0.05水平上正相关.综上,生物炭、硅藻土以及生物炭和硅藻土配施均具有降低稻田CH4排放的潜力,其中生物炭和硅藻土配施对CH4减排的效果最佳.
关键词：稻田生物炭硅藻土甲烷产甲烷菌甲烷氧化菌
分类号：S511(禾谷类作物)
资助基金：国家自然科学基金(42377287)国家重点研发计划(2022YFD2301000)
论文发表日期：2025-08-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 69-81 )
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