农业环境科学学报

作者：孙晋鑫,周国朋,马正波,梁婷,常单娜,刘佳,刘晗,曹卫东

单位：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,中国农业大学资源与环境学院/养分资源高效利用全国重点实验室, 北京 100193,安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心, 合肥 230036,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,中国农业大学资源与环境学院/养分资源高效利用全国重点实验室, 北京 100193,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所, 南昌 330200,江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所, 南昌 330200,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081

关键词：绿肥,CH4,减排材料,产甲烷古菌,2-氯乙烷磺酸钠,

基金：国家重点研发计划项目（2021YFD1700200）；国家自然科学基金项目（32072678，32202609）；国家绿肥产业技术体系项目（CARS-22）

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，须研发相应的管控路径。本研究通过在添加绿肥后的稻田土壤中施用田菁炭、过氧化钙、硫磺、2-氯乙烷磺酸钠和针铁矿5种CH4减排材料，研究其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降低了 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。研究表明，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。

来源：2025年第1期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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