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绿肥稻田土壤甲烷减排材料筛选及减排机制研究

文献类型： 中文期刊

作者： 孙晋鑫;周国朋;马正波;梁婷;常单娜;刘佳;刘晗;曹卫东

作者机构：

关键词： 绿肥;CH4;减排材料;产甲烷古菌;2-氯乙烷磺酸钠

期刊名称：农业环境科学学报

ISSN： 1672-2043

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 绿肥在培育健康土壤和保障水稻高产优质方面具有重要作用，然而高量有机物还田可能引发稻田土壤的甲烷(CH4)增排，需研发相应的管控路径。本研究通过模拟试验研究了稻田土壤添加绿肥后应用5种CH4减排材料田菁炭、过氧化钙、硫磺、2-氯乙烷磺酸钠和针铁矿的CH4减排效果，并针对减排效果较好的材料开展了作用机制研究。结果表明，与无绿肥（CK）相比，绿肥还田增加了稻田土壤CH4排放，添加减排材料后CH4排放降低。其中，与单独绿肥（GM）相比，添加田菁炭（GM+C）和硫磺（GM+S）CH4累积排放量降幅较小，分别为19.5%和23.8%；2-氯乙烷磺酸钠（GM+CES）相较于GM的CH4减排效果最佳，CH4累积排放量降低了66.7%，全球增温潜势（GWP）降低了52.5%。培养结束时（90 d），与GM相比，添加2-氯乙烷磺酸钠的土壤pH降低0.4个单位，产甲烷古菌mcrA丰度降低了29.9%。随机森林模型和相关性分析发现产甲烷古菌mcrA基因丰度与CH4排放呈显著正相关，说明产甲烷古菌是驱动绿肥稻田CH4排放的重要因子。综上，绿肥稻田土壤可通过添加减排材料实现CH4减排，本研究中以2-氯乙烷磺酸钠的效果最优，其专一、高效抑制产甲烷古菌群落，是未来值得探索的绿肥稻田土壤CH4减排材料。

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