甲烷氧化

产甲烷菌产生的部分CH4被氧化CH4的细菌消耗氧化菌.众所周知,微生物介导的CH4氧化,特别是好氧CH4氧化,普遍存在于土壤和土壤中水生环境,在那里它调节实际的CH4排放(例如Conrad, 1996b)。在稻田中,厌氧土层产生的部分CH4可能在好氧层(如表土-水界面和水稻根际)中被氧化(Gilbert and Frenzel, 1995),净排放量将取决于甲烷生成的相对量和methanotrophy,分别。

早期的工作报告说,稻田中产生的多达80%的甲烷在逃逸到大气中之前就被氧化了(例如Sass等人,1991年;Tyler等人,1997年),但引入二氟甲烷作为CH4氧化的选择性抑制剂所产生的结果表明,这一比例为40%或更少,取决于生长季节的阶段(Krüger等人,2001年)。

在好氧土壤系统中,添加氮等营养物质可以抑制大气中CH4的氧化,但在水稻系统中,情况正好相反,至少在季节的前一部分是这样。Krüger和Frenzel(2003)得出结论,任何改善水稻植物氮供应的农业处理也有利于ch4氧化细菌。然而,施氮只产生短暂的影响,并且在田间被提高的CH4产量所抵消。

同位素研究

生成CH4的途径(通过醋酸盐或通过H2和CO2)具有不同的同位素特征,主要存在于生成CH4的S13C中。Sugimoto和Wada(1993)研究表明,醋酸营养细菌的发酵过程对13C/12C比值的分馏作用很小,这意味着CH4的S13C仅比醋酸甲基的S13C低11parts / mil。后者在原始有机质的范围内,主要来源于水稻植物,aC3植物典型的特征是- 28ppm / mil。二氧化碳减少产生的甲烷在S13C中消耗得更多。回顾当时可用的文献,Marik等人(2002)报道,通过该途径产生的CH4 S13C可低至- 68parts / mil, Krüger等人(2002)报道的值为69至-87 parts / mil。氘(D)和氢(H)之间的比值(D /H比值)在甲烷生成过程中也会发生变化,CH4 SD值在-330至-360 parts / mil之间(Marik等人,2002)。

这两个分子扩散和CH4氧化导致剩余的CH4在13C和d中富集分离系数S13C扩散时为1.019,氧化时为1.003至1.025 (Coleman et al, 1981;Happell et al, 1994)。氘在CH4中的扩散系数与13C相同,氧化系数在1.044至1.325之间(Coleman et al,

1981;Bergamaschi和Harris, 1995)。生产、扩散运输和氧化的相互作用意味着稻田排放的CH4的同位素特征在生长季节发生变化(Tyler et al, 1994;Bergamaschi, 1997;Marik et al, 2002)。

继续阅读:厌氧系统甲烷产量的影响因素

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