稻田甲烷排放与减排的研究进展

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.2014-1822

摘要/Abstract

摘要： 水稻作为最主要的粮食作物之一，对保证粮食供应和社会稳定起十分积极的作用。但稻田也是农田甲烷排放的主要来源，对全球温室效应有重要作用。从稻田甲烷排放机理、影响稻田甲烷排放的因素以及稻田甲烷减排的技术措施等方面综述了稻田甲烷的研究进展，并提出了未来开展稻田甲烷的研究方向，以期为进一步控制稻田甲烷排放提供一定参考。

关键词: 生态安全, 生态安全, 熵权, 物元模型, 评价

Abstract: Rice is one of the most important food crops in the world, which plays an important role in food supply and social stability. However, rice fields are also the main source of methane emission in agricultural system, contributing greatly to the global greenhouse effect. This paper reviewed the mechanisms, the influencing factors and reducing techniques of methane emission in rice fields, and put forward some research suggestions on methane emission in rice fields in the future. The objective of the paper is to provide references for controlling methane emission in rice fields.

葛会敏,陈璐,于一帆,陈云,刘立军. 稻田甲烷排放与减排的研究进展[J]. 中国农学通报, 2015, 31(3): 160-166.

参考文献

[1] 徐世晓,赵新全,孙平,等.温室效应与全球气候变暖[J].青海师范大学学报:自然科学版,2001,14(4):43-47.
[2] 邵美红,孙加焱,阮关海.稻田温室气体排放与减排研究综述[J].浙江农业学报,2011,23(1):181-187.
[3] Verge X C, De K C, Desjardins R L. Agricultural production, greenhouse gas emissions and mitigation potential[J]. Agricultural and Forest Meteorology,2007,142(2):255-269.
[4] 罗奇祥,涂枕梅,温永煌.稻田气体的气相色谱法测定[J].土壤肥料, 1982(04):34-35.
[5] 张剑波,邵可声,李智,等.北京等地区春季稻田甲烷排放的研究[J]. 环境科学,1995,15(15):23-26.
[6] Lu Y H, Conrad R. In Situ stable Isotope probing of Methanogenic Archaea in the rice rhizosphere[J]. Science,2005,309(5737):1088- 1090.
[7] Zhang G B, Yang J, Xu H, et al. Intermittent irrigation changes production, oxidation, and emission of CH4 in paddy fi elds determined with stable carbon isotope technique[J]. Soil Biology & Biochemistry,2012(52):108-116.
[8] Boone D R, Whitman W B, Rouvière P. Diversity and taxonomy of methanogens[R]. New York, Chapman & Hall,1993:35-80.
[9] Takai Y. The mechanism of methane formation in flooded paddy soil [J]. Soil Science and Plant Nutrition,1970,15(4):238-244.
[10] Conrad R. Contribution of hydrogen to methane production and control of hydrogen concentrations in methanogenic soils and sediments[J]. FEMS Microbiology Ecology,1999,28(3):193-202.
[11] 张广斌,马静,徐华,等.稻田甲烷产生途径研究进展[J].土壤,2011, 43(1):6-11.
[12] 王明星,李金,郑循华.稻田甲烷排放及产生、转化、输送机理[J].大气科学,1998,22(4):600-612.
[13] 蒋锦青,陆芳.水稻田甲烷排放机制及影响因素[J].温州师范学院学报:自然科学版,2001,12(6):41-44.
[14] 徐华,蔡祖聪,李小平.土壤Eh和温度对稻田甲烷排放季节变化的影响[J].农业环境保护,1999,11(4):145-149.
[15] Holzapeel-Pschorn A, Conrad R, Seiler W. Effect of vegetation the emission of methane from submerged paddy soil[J]. Plant and soil, 1993(92):223-233.
[16] 曹云英,朱庆森,郎有忠,等.水稻品种及栽培措施对稻田甲烷排放的影响[J].江苏农业研究,2000,21(3):22-27.
[17] 王增远,徐雨昌,李震,等.水稻品种对稻田甲烷排放的影响[J].作物学报,1999,25(4):441-446.
[18] 黄耀,邹建文,宗良纲,等.稻田 CO2,CH4及 N2O 排放及其影响因素 [J].环境科学学报,2003,23(6):758-764.
[19] 贾仲君,蔡祖聪.水稻植株对稻田甲烷排放的影响[J].应用生态学报,2003,14(1):2049-2053.
[20] 焦燕,黄耀,宗良纲,等.土壤理化特性对稻田CH4排放的影响[J].环境科学,2002,23(5):1-7.
[21] 李大明.免耕和秸秆覆盖旱作稻田甲烷排放及甲烷产生菌群落结构和数量的变化特征[D].南京:南京农业大学,2010.
[22] 谢小立,王卫东,上官行健,等.施肥对稻田甲烷排放的影响[J].农村生态环境,1995,11(1):10-14.
[23] 朱小红,马友华,杨书运,等.施肥对农田温室气体排放的影响研究 [J].农业环境与发展,2011,27(5):42-46.
[24] 陈冠雄,黄国宏,黄斌,等.稻田NO2和CH4的排放及养萍和施肥的影响[A].符国斌.严中伟.全球变化与我国未来的生存环境[M].北京:气象出版社,1996.
[25] 霍莲杰,纪雄辉,吴家梅,等.有机肥施用对稻田甲烷排放的影响及模拟研究[J].农业环境科学学报,2013,32(10):2084-2092.
[26] 邹建文,黄耀,宗良纲,等.不同种类有机肥施用对稻田CH4和NO2 排放的综合影响[J].环境科学,2003,24(7):7-12.
[27] Li J, Wang M X, Chen D Z, Mitigation technologies assessments on methane emission from rice paddies[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences,1998,22(2):183-192.
[28] 王明星,上官行健,沈壬兴,等.华中稻田甲烷排放的施肥效应及施肥策略[J].中国农业气象,1995,16(2):1-5.
[29] 焦燕,黄耀,宗良纲,等.氮肥水平对不同土壤CH4排放的影响[J].环境科学,2005,26(3):21-24.
[30] Lindau C W, Bollich P K, Delaune R D, et al. Effect of urea fertilizer and environmental factors on methane emission from a Louisiana, USA rice field[J]. Plant and Soil,1991,13(6):195-203.
[31] 熊效振,沈壬兴,王明星,等.太湖流域单季稻的甲烷排放研究[J].大气科学,1999,23(1):10-19.
[32] Conrad R, Rothfuss F. Methane oxidation in the soil surface layer of a flooded rice field and the effect of ammonium[J]. Biology and Fertility of soils,1991,12(1):28-32.
[33] Lindau C W. Methane emissions from Louisiana rice fields amended with nitrogen fertilizers[J]. Soil Biology & Biochemistry, 1994,26(3):353-359.
[34] 胡荣桂.氮肥对旱地土壤甲烷氧化能力的影响[J].生态环境,2004, 13(1):74-77.
[35] 马静,徐华,蔡祖聪,等.施肥对稻田甲烷排放的影响[J].土壤,2010, 42(2):153-163.
[36] 史然,陈晓娟,沈建林,等.稻田秸秆还田的土壤增碳及温室气体排放效应和机理研究进展[J].土壤,2013,45(2):1193-1198.
[37] 陈苇,卢婉芳,段彬伍,等.稻草还田对晚稻稻田甲烷排放的影响[J]. 土壤,2002,39(2):170-176.
[38] 袁伟玲,曹凑贵,程建平,等.间歇灌溉模式下稻田CH4和N2O排放及温室效应评估[J].中国农业科学,2008,41(12):4294-4300.
[39] 彭世彰,李道西,缴锡云,等.节水灌溉模式下稻田甲烷排放的季节变化[J].浙江大学学报:农业与生命科学版,2006,32(5):546-550.
[40] 李晶,王明星,陈德章.水稻田甲烷的减排方法研究及评价[J].大气科学,1998,23(3):99-107.
[41] 李香兰,徐华,曹金留,等.水分管理对水稻生长期CH4排放的影响 [J].土壤,2007,39(2):238-242.
[42] 李香兰,徐华,李小平,等.水分管理影响稻田甲烷排放的研究进展 [J].农业环境科学学报,2009,28(2):221-227.
[43] 李明峰,董云社,耿元波,等.农业生产的温室气体排放研究进展[J]. 山东农业大学学报:自然科学版,2003,34(2):311-314.
[44] 蔡祖聪,沈光裕,颜晓元,等.土壤质地、温度和Eh对稻田甲烷排放的影响[J].土壤学报,1998,35(2):145-153.
[45] 陈中云,闵航,陈美慈,等.不同水稻土甲烷氧化菌和产甲烷菌数量与甲烷排放量之间相关性的研究[J].生态学报,2001,21(9):1498- 1505.
[46] Neue H U, Roger P A. Rice agriculture: factors controlling emissions [M]. In Atmospheric Methane Sources, Sinks, and Role in Global Changed. (Khalil MAK), New York: Springer- Verlag, 1993:254-298.
[47] Sehutz H, Seiler W, Conrad R. Influence of soil temperature on methane emission from rice paddy fields[J]. Biogeochemistry,1990, 11(2):77-95.
[48] 谢军飞,李玉娥.农田土壤温室气体排放机理与影响因素研究进展 [J].中国农业气象,2002,23(4):47-52.
[49] 欧阳学军,周国逸,黄忠良,等.土壤酸化对温室气体排放影响的培育实验研究[J].中国环境科学,2005,25(4):465-470.
[50] 黄勤,魏朝富,谢德体,等.不同耕作制对稻田甲烷排放通量的影响 [J].西南农业大学学报,1996,18(5):30-33.
[51] 卢维盛,廖宗文,张建国,等.不同水旱轮作方式对稻田甲烷排放影响的研究[J].农业环境保护,1999,18(5):200-202.
[52] Prieme A, Christensen S. Seasonal and patial variation of methane oxidation in a Danish spruce forest [J]. Soil Biology & Biochemistry,1997,29(8):1165-1172.
[53] 马二登,纪洋,马静,等.耕种方式对稻田甲烷排放的影响[J].生态与农村环境学报,2010,26(6):513-518.
[54] 甘德欣,黄璜,蒋廷杰,等.免耕稻-鸭复合系统减少甲烷排放及其机理研究[J].农村生态环境,2005,21(2):1-6.
[55] Wassmann R, Lantin R S, Neue H U, et al. Characterization of Ethane Emissions from rice fields in Asia: Mitigation Options and Future Research Needs[J]. Nutrient Cycling in agroecosystems, 2000,58(1):23-36.
[56] 李大明,成艳红,刘满强,等.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[J].农业环境科学学报,2013,32(4):866- 873.
[57] 陈美慈,闵航,钱泽澎.水稻田中产甲烷细菌数量和优势种[J].土壤学报,1993,30(4):432-437.
[58] 朱德峰,程式华,张玉屏,等.全球水稻生产现状与制约因素分析[J]. 中国农业科学,2010,43(3):474-479.
[59] 黄耀.中国的温室气体排放、减排措施与对策[J].第四纪研究,2006, 26(5):722-732.
[60] 李鑫,巨晓棠,张丽娟,等.不同施肥方式对土壤氨挥发和氧化亚氮排放的影响[J].应用生态学报,2008,19(1): 99-104.
[61] 郑聚锋,张平究,潘根兴,等.长期不同施肥下水稻土甲烷氧化能力及甲烷氧化菌多样性的变化 [J].生态学报,2008,28(10):4864- 4872.
[62] 王玲,魏朝富,谢德体.稻田甲烷排放的研究进展[J].土壤与环境, 2002,11(2):158-162.
[63] 江长胜,王跃思,郑循华,等.耕作制度对川中丘陵区冬灌田 CH4和 N2O排放的影响[J].环境科学,2006,27(2):207-213.
[64] Denier Van Der Gon H A C, Kropff M J, Van B N, et al. Optimizing grain yields reduces CH4 emissions from rice paddy fields[C]. Proceedings of the national academy of sciences of the united states of America,2002,99(19):12021-12024.