铁炉渣对控制水稻田甲烷排放的关键过程分析

【摘要】：本文选择福建省农科院水稻所吴凤综合实验基地水稻田的4块样地,其中1块作为对照,3块分别添加2、4、8Mg·hm-2铁炉渣,采用原位静态箱—气相色谱法,从早稻开始移栽到成熟阶段,对甲烷产生、氧化、传输及排放通量季节性和日变化进行观测,同时探讨添加铁炉渣后对水稻田土壤主要环境因子的影响以及铁炉渣添加对水稻田甲烷产生、氧化、传输及排放通量的影响。研究结果如下： (1)铁炉渣添加对甲烷产生有明显的抑制作用,二者呈显著负相关关系(P0.05)。这主要是由于铁炉渣添加增加了土壤中三价铁的含量并且显著提高了土壤盐度所致。 (2)铁炉渣添加能有效地提高水稻田甲烷氧化速率,但最大的甲烷氧化速率发生4Mg·hm-2铁炉渣添加样地中。这主要是由于炉渣本身的颗粒状结构和炉渣中含有的营养物质促进水稻根部生物量生长所致。 (3)甲烷植物体传输量随着铁炉渣添加量的增加而相应减少,两者呈显著负相关关系(P0.05)。铁炉渣添加后甲烷的气泡传输量明显降低了。这主要是由于铁炉渣添加抑制了甲烷产生同时增加了土壤氧化层附近的游离氧,促进了甲烷氧化所致。甲烷扩散传输本身的排放量很小,不同量度铁炉渣添加后,甲烷的扩散传输量变化不明显。除此以外,添加铁炉渣后还改变了三种传输途径的比例,植物体传输的比例有所升高,气泡和扩散传输的比例下降,但是变化不显著。 (4)铁炉渣添加明显减少了稻田甲烷排放通量,最大的甲烷减排量发生在甲烷排放的高峰期,铁炉渣添加量与甲烷排放通量呈显著负相关关系(P0.05)。这主要是由铁炉渣对甲烷产生量的抑制作用所致。 (5)添加铁炉渣后,甲烷排放的日变化减排效果显著并且在排放高峰期最明显(P0.05),其中,8Mg·hm-2铁炉渣添加减排效果最显著。 【关键词】：铁炉渣 水稻田 甲烷排放 影响因子
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S511
【目录】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究景背10-11
• 1.2 水稻田甲烷减排研究进展11-15
• 1.2.1 国外研究进展11-13
• 1.2.2 国内研究进展13-15
• 1.3 本文研究的内容与意义15-18
• 1.3.1 本文研究的主要内容15
• 1.3.2 本文研究的意义15-16
• 1.3.3 本实验的技术路线16-18
• 第2章 研究区概况与研究方法18-24
• 2.1 区域概况18-20
• 2.1.1 研究区概况18-19
• 2.1.2 采样点设计19
• 2.1.3 炉渣矿物质成分及含量19-20
• 2.2 研究方法20-24
• 2.2.1 甲烷产生、氧化、传输与排放实验方法设计20-21
• 2.2.2 环境因子测定21
• 2.2.3 甲烷气样的分析21-22
• 2.2.4 数据的处理方法22-24
• 第3章 铁炉渣对水稻田甲烷产生的影响分析24-36
• 3.1 水稻田甲烷产生机理24
• 3.2 水稻田甲烷产生的季节变化24-25
• 3.3 铁炉渣对水稻田甲烷产生的影响25-27
• 3.4 铁炉渣对水稻田甲烷产生的影响因子分析27-36
• 3.4.1 铁炉渣自身的成分27-28
• 3.4.2 铁炉渣对水稻田土壤环境因子的影响28-33
• 3.4.3 铁炉渣对水稻田土壤孔隙水甲烷含量的影响33-36
• 第4章 铁炉渣对水稻田甲烷氧化的影响分析36-42
• 4.1 水稻田甲烷的氧化机理36
• 4.2 水稻田甲烷氧化的季节变化36-37
• 4.3 铁炉渣对水稻田甲烷氧化的影响37-38
• 4.4 铁炉渣对水稻田甲烷氧化的影响因子分析38-42
• 4.4.1 铁炉渣自身特性38-40
• 4.4.2 铁炉渣对水稻植物体的影响40-42
• 第5章 铁炉渣对水稻田甲烷传输的影响分析42-50
• 5.1 水稻田甲烷的传输机理42
• 5.2 水稻田甲烷植物体传输动态及影响因子42-44
• 5.2.1 植物体传输动态42-43
• 5.2.2 影响因子分析43-44
• 5.3 水稻田甲烷气泡传输动态及影响因子44-45
• 5.3.1 气泡传输动态44-45
• 5.3.2 影响因子分析45
• 5.4 水稻田甲烷扩散传输动态及影响因子45-46
• 5.4.1 扩散传输动态45-46
• 5.4.2 影响因子分析46
• 5.5 水稻田甲烷各种传输途径的贡献动态及影响因子46-50
• 5.5.1 各种传输途径的贡献动态46-48
• 5.5.2 铁炉渣对水稻田甲烷传输途径的影响分析48-50
• 第6章 铁炉渣对水稻田甲烷排放的影响分析50-65
• 6.1 水稻田甲烷排放机理50-51
• 6.2 水稻田甲烷排放季节变化51-53
• 6.2.1 水稻田甲烷排放的季节变化规律51-52
• 6.2.2 铁炉渣对稻田甲烷排放季节变化的影响52-53
• 6.2.3 铁炉渣对水稻田甲烷季节排放的影响分析53
• 6.3 水稻田甲烷排放日变化53-65
• 6.3.1 水稻田甲烷排放日变化规律(晴天)53-54
• 6.3.2 铁炉渣对水稻田甲烷排放日变化的影响54-55
• 6.3.3 铁炉渣对水稻田甲烷排放日变化的影响因子分析55-59
• 6.3.4 水稻田甲烷排放日变化规律(阴雨)59-60
• 6.3.5 铁炉渣对甲烷排放日变化(阴雨)的影响因子分析60-63
• 6.3.6 天气变化对日变化的影响63-65
• 第7章 炉渣添加对水稻田甲烷排放关键过程分析65-71
• 7.1 炉渣对水稻田甲烷产生、氧化、传输与排放关系的影响65-67
• 7.2 炉渣控制水稻田甲烷排放的主要过程分析67-69
• 7.3 铁炉渣添加对稻谷产量的影响69-71
• 第8章 结论与展望71-75
• 参考文献75-83
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果83-85
• 致谢85-87
• 个人简历87-89

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