可溶性糖和有机酸对稻田土壤活性有机碳含量与甲烷排放的影响*

刘成前，冯书华，李 想，何永美，张彦雪，祖艳群，李 元，谢春梅

(云南农业大学 资源与环境学院，云南 昆明 650201)

温室气体大量排放导致全球气候变暖已成为当今重要的环境问题之一[1]。甲烷(CH4)作为温室气体，对温室效应贡献仅次于CO2，贡献率可达15%，增温潜势是CO2的23～25 倍[2]。稻田是重要的CH4排放源之一，中国作为水稻(Oryza sativa)种植大国，水稻种植面积占全球水稻面积的18.5%，稻田CH4排放量占全球排放量的19%[3]。因此，研究稻田CH4排放对控制全球气候变暖具有重要意义。

水稻根系分泌物是影响稻田CH4排放的重要因素，稻田土壤中的产甲烷菌以此为碳源释放CH4[4]。水稻根系分泌物包括氨基酸、低分子量有机酸和可溶性糖等小分子有机物，其中有机酸易被根际细菌分解为CO2、H2和醋酸盐等产CH4基质，为产甲烷菌提供原料，促进稻田土壤CH4的产生[5]。根系分泌物的释放可改变土壤中活性有机碳的组分，为CH4产生提供了重要的底物，稻田CH4排放量中60%来源于土壤活性有机碳[6]。根系分泌物类似物的增加促进微生物活性和酶促反应，加快土壤中物质转化速率[7]；土壤微生物是土壤生化反应的驱动力，土壤酶大多数来源于此[8]。有研究表明：向土壤中添加根系分泌物类似物如乙酸盐、甲酸盐、苹果酸盐、草酸盐和糖等，可显著增加土壤中CO2和CH4的排放量[9]。现有研究集中于田间原位添加根系分泌物类似物或覆压植物秸秆增加有机质输入，提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性等，为了解土壤微生物、酶活性和CH4排放之间的关系提供理论依据[10]；……