文档介绍：氮肥对旱地土壤甲烷氧化能力的影响
胡荣桂
华中农业大学资源环境学院,湖北武汉 430070
摘要:甲烷是重要的温室气体之一,对全球变暖的贡献率是20%。大气中甲烷浓度的迅速增加与甲烷的源和汇的不平衡有关。土壤中存在甲烷氧化菌,在一定条件下可以氧化大气中的甲烷。不过土壤对甲烷的氧化能力受一些农业生产活动的影响。氮肥的施用对土壤甲烷氧化有一定的影响。长期定位施肥实验的结果表明氮肥对土壤甲烷氧化的影响主要来源于铵态氮而不是硝态氮,因为氨对甲烷氧化有着竞争性抑制作用。此外,长期施用氮肥还改变了土壤微生物的区系及其活性,从而降低甲烷的氧化速率。氮肥施用的短期效应则与土壤的耕作管理历史、土壤性质、氮肥施用量等因素有关。有机肥对土壤甲烷氧化的影响比化肥要低得多,其物理化学性质及施用方法的不同都会影响到土壤对甲烷的氧化。
关键词:甲烷氧化;氮肥;旱地土壤
中图分类号:X1 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2004)01-0074-04
地球变暖是近年来全球广泛关注的热点,而导致变暖的根源是大气中温室气体浓度的持续升高。尽管主要温室气体是二氧化碳(对全球变暖的贡献率是50%),甲烷对变暖的贡献率仍达20%[1],因此,对甲烷的源汇及甲烷的全球循环特征的研究一直是环境科学关注的课题之一。 ml/L,但甲烷吸收长波辐射的能力是等摩尔量二氧化碳的32倍。甲烷在大气中参与一些化学反应,并导致对流层中臭氧浓度增加,甲烷的温室效应作用中有近70%是由臭氧的形成所造成的[2]。~ ml/L相比,大气中甲烷的浓度在不到150年的时间内增加了两倍多。这表明,大气中甲烷浓度的升高及全球甲烷的平衡与世界人口的增长及人类活动密切相关[3]。人类活动对大气甲烷的影响主要表现在两方面,一是甲烷排放数量或源在增加,另一是甲烷的氧化能力或汇在降低。农业生产活动强烈地影响着甲烷的源和汇。如土地利用类型的改变和土地管理,特别是自然条件下未被扰动的土壤在开垦后其氧化甲烷的能力就显著降低。欧洲的研究结果表明耕地土壤为0~ mg/(m2·d),~ mg/(m2·d),森林土壤为0- mg/(m2·d)。一般来说,其顺序为:耕地<草地<森林土壤, mg/(m2·d), mg/(m2·d), mg/(m2·d) [4~7]。这一结果说明不同土壤对甲烷的氧化能力是不一样的,而平均氧化速率与最大氧化速率之间的差别实际上表明土壤对大气甲烷的氧化还是有很大潜力的,且土壤对甲烷的氧化作用仅有一小部分被利用或大部分能力被抑制。所以,了解土壤甲烷氧化的主要影响因素,尽可能地降低或减少抑制效应是很有必要的。在农业生产中氮肥的使用会对土壤氧化甲烷能力产生影响。Mosier等[8]第一个报道在草地上施用氮肥会抑制甲烷的氧化,年施用氮肥(NH4N03)22 kg/hm2与未施肥的草地相比甲烷氧化速率平均减少41%;不过,同一研究也指出施用氮肥对经常施氮肥的小麦地甲烷氧化没有影响。随着研究实例的增加,氮肥对土壤氧化甲烷影响相互矛盾的报道也增多。为此,本文就氮肥的施用对土壤甲烷氧化能力的影响作一简单的介绍。
1 甲烷的源和汇
包括稻田在内的湿地是大气甲烷的主要源,