不饱和土壤CH4的吸收与氧化

摘要：

不饱和土壤是已知唯一的CH4生物壑.综述了不饱和土壤CH4的吸收、氧化过程及其影响因素.不饱和土壤中CH4氧化的临界浓度低,因而甲烷氧化菌可氧化大气CH4并将其当作唯一的碳源和能源.土壤CH4吸收率与土壤湿度通常呈负相关关系.土壤湿度过高,大气CH4和O2向土壤中扩散受阻;或土壤湿度过低引起水分胁迫均导致甲烷氧化菌活性下降.NH4+对土壤中CH4氧化的抑制作用可归结为NH3和CH4在甲烷单氧酶水平上的竞争、由氧化作用向硝化作用的转移以及NH4+氧化生成的NO2-的毒性.NH4+对CH4氧化的抑制作用与土壤有效氮含量成正比.各类氮肥对CH4氧化抑制作用:化肥＞有机肥;铵态氮肥＞尿素.NO3-对CH4氧化没有抑制效应.阳离子代换量(CEC)高的土壤NH4+对CH4氧化的抑制作用轻.CH4氧化菌对大气CH4的高亲和力及CH4氧化所需较低的活化能导致其温度系数Q10较小.地温较低时,土壤氧化CH4的能力随温度升高而升高.当地温高于CH4氧化的最佳温度时,CH4氧化菌难以与硝化细菌及其它微生物竞争利用土壤空气中的O2,导致其活性降低.甲烷氧化菌对pH值变化不敏感.团粒结构较好的壤土可保护CH4氧化菌免受干扰.未受干扰的森林土壤CH4氧化率的峰值一般出现在亚表层(5～10cm).由于耕作破坏了表土结构,农田土壤的CH4氧化率在耕层以下才有较大增加.耕地、草地和森林土壤的平均CH4吸收率分别为0.28,0.52和1.51mg/(m2·d).植物吸收氮素养分可减轻NH4+对土壤CH4氧化菌的抑制作用.维持与提高农业土壤氧化CH4潜力的重要措施包括免耕、施硝态氮肥和/或有机肥.

关键词：甲烷氧化、甲烷吸收、不饱和土壤、土壤水分、土壤氮素、土壤结构

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分类号：S154.1(土壤学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划2002CB412501;中国科学院知识创新工程项目KZ-CX-SW-01-01B-12

在线出版日期：2005-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：141-147