乙酸是甲烷产生过程的重要底物,其在水稻土中的矿化和转化过程对水稻土碳循环和固碳减排具有重要意义.在长期淹水的水稻土中,铁作为重要的变价金属元素,对乙酸的矿化和转化可能具有重要影响.通过室内培养试验,向水稻土中添加13C-乙酸、水铁矿和针铁矿,动态监测厌氧培养(100 d)期间CO2和CH4排放规律和土壤环境因子的变化规律,同时分析乙酸的矿化和转化特征以及CO2和CH4的激发效应,并解析不同铁氧化物在其中的作用效应.结果表明,培养结束后,仅添加乙酸的处理中33％和36％的乙酸分别矿化为CH4和CO2,另外0.12％、2％和28％的乙酸分别形成了可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)和土壤有机碳(SOC).乙酸添加引起了CO2负激发效应和CH4正激发效应.土壤产生CO2和CH4比例因乙酸的添加由3.46︰1变为1.83︰1.针铁矿的添加显著增加了乙酸来源的CO2累积排放量,但水铁矿对乙酸来源的CO2累积排放量却无显著影响.水铁矿和针铁矿均显著降低了SOC来源的CO2累积排放量,加剧了乙酸引起的CO2负激发效应.水铁矿和针铁矿均显著降低了乙酸来源的CH4累积排放量,对SOC来源的CH4累积排放量无显著影响.水铁矿和针铁矿显著增加了乙酸转化为MBC和SOC的比例.因此,乙酸在土壤中的矿化和转化行为会影响土壤原有有机碳产生CO2和CH4;水铁矿和针铁矿结晶程度不同,对乙酸的矿化、转化及其激发效应的影响也不同.研究结果可为稻田的固碳减排提供一定的理论依据和技术支撑.

水稻土;乙酸;甲烷;二氧化碳;铁氧化物;激发效应

王云秋;李宇虹;祝贞科;吴金水;葛体达

中国科学院亚热带农业生态研究所,亚热带农业生态过程重点实验室,长沙 410125;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院长沙农业环境观测研究站,长沙 410125;宁波大学植物病毒学研究所,浙江宁波 315211

土壤学报

[1]王云秋;李宇虹;祝贞科;吴金水;葛体达-.铁氧化物对厌氧水稻土中乙酸矿化、转化及其激发效应的影响)[J].土壤学报,2022(06):1683-1694

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