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关键词：
FACE.磷化氢.释放通量.浓度.水稻田
发表时间：
2012-08-13 20:15:06
摘要: 磷化氢( PH3 ) 已被证实是大气中普遍存在的痕量气体. 采用FACE( free air carbon dioxide enrichment) 平台, 研究了不同氮施肥水平( 常氮250 kgPhm2 和低氮125 kgPhm2 ) 下, CO2 浓度升高对水稻田磷化氢释放通量的影响. 结果表明, 水稻生长旺盛期( 分蘖, 拔节) 磷化氢通量和浓度高于生长缓慢期, FACE 圈常氮区分蘖期磷化氢释放通量最大, 为( 15512 ? 22171) ngP( m2#h) .整个水稻生长期磷化氢平均释放通量最大值在FACE 圈常氮区观察到, 为( 41172? 7106) ngP( m2#h) , 最小值( - 11 485? 61229)ngP( m2#h) 出现在对照圈低氮区. FACE 处理显著促进磷化氢的排放, 不同氮素水平对磷化氢释放影响差异不显著. 磷化氢的净通量和浓度与温度均呈显著正相关. 对水稻成熟期全天释放通量及浓度测试表明, 光照是影响白天磷化氢浓度的主要因素.
传统的生物地球化学循环理论认为磷是一个沉积循环. 直到1988 年, D†vai 等[ 1] 首次发现污水处理厂高达50% 的磷损失以气态磷化氢的形式进入大气环境中. 此后, 随着研究者在不同环境中纷纷检测出磷化氢[2] , 磷化氢被确认为一种广泛存在于大气中的痕量气体. 大面积的具有厌氧生物环境的湿地是大气中磷化氢主要释放源. 目前, 对湿地磷化氢释放的研究已涉及湖泊、稻田、盐碱湿地等场所[ 3~ 9] . 大面积的稻田人工湿地是环境中磷化氢的重要来源,Han 等[3] 检测到北方稻田磷化氢平均释放通量为1178 ngP( m2#h) , 磷化氢排放通量最大值出现在第1 次排水期, 磷化氢的排放受稻田土壤水分、土壤温度及水稻生长时期影响, 南方大面积水稻田磷化氢的排放规律如何尚未见相关报道.
由于人类活动的影响, 自工业革命以来, 大气CO2 浓度正逐步上升, 已由先前的260~280LmolPmol上升到目前的370 LmolPmol左右[ 10] , 政府间气候变化专门委员会( IPCC) 估计到21 世纪末大气CO2浓度将达到700 LmolPmol. CO2 浓度升高将对大气气候和生态环境带来深刻的影响. 磷化氢是活泼气体, 能消耗羟基自由基, 对温室效应有间接耦合作用, 是潜在的温室气体[11] . 目前, CO2 浓度升高条件下CH4 和N2O 等温室气体的源汇过程和人为控制措施已成为研究热点[ 12, 13] , 而有关磷化氢的研究尚未开展起来. 此外, 磷化氢是有毒的气体, 会抑制土壤微生物生长, 损伤植物根系, 干扰植物根区微环境. 鉴于CO2 浓度升高对全球生态环境的影响及磷化氢气体的潜在生态环境效应, 本研究对开放式空气CO2 浓度升高(FACE) 条件下, 南方水稻田磷化氢的释放规律进行了分析, 研究结果对全面了解FACE条件下水稻田磷化氢的释放规律及其环境行为将有一定的贡献.
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