[發明專利]一種測定土壤溶液中溫室氣體含量二維分布的方法

有效

• 申請號: 202010041187.5
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111175401B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 馮金飛;楊通;李鳳博;徐春春;周錫躍;方福平
• 申請（專利權）人: 中國水稻研究所
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 呂紀濤

本發明提供了一種測定土壤溶液中溫室氣體含量二維分布的方法，涉及溫室氣體含量測定技術領域。本發明所述方法針對水稻種植的一個剖面，監測距離水稻根際不同距離，不同深度土壤溶液的空間分布狀況，對解析溫室氣體產生機理具有重要意義，可基于所述方法調控土壤溫室氣體排放措施。

技術領域

本發明屬于溫室氣體含量測定技術領域，具體涉及一種測定土壤溶液中溫室氣體含量二維分布的方法。

背景技術

稻田是重要的溫室氣體排放源。據FAO估算，2010年我國水稻生產CH₄排放量為5.2t，占當年全球水稻生產CH₄總排放量的22％，在主要水稻生產國中排放量最高。據統計，2012年我國稻田N₂O排放占農田總排放的7％～12％。隨著剛性消費需求的不斷增加，糧食生產排放的溫室氣體也會不斷增長。最新研究表明，為了滿足日益增加的水稻消費需求，我國稻田CH₄年排放量到2040年將比2009年增加14％。因此，如何平衡糧食增產和溫室氣體減排的矛盾，在保障產量的前提下減少農田溫室氣體排放是當前我國糧食生產可持續發展的重要問題。目前，已有的研究主要分析稻田溫室氣體的直接排放，而對土壤溶液中溫室氣體含量的測定僅限于單一位置或某2個位置，而對土壤溶液中溫室氣體含量二維分布了解較少。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種測定土壤溶液中溫室氣體含量二維分布的方法，能全面監測水稻不同生育期、不同部位、不同深度土壤溶液中甲烷含量，為解析稻田甲烷產生機理提供數據支撐，同時對解析秸稈還田和耕作措施對稻田溫室氣體調控機理具有重要意義。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種測定土壤溶液中溫室氣體含量二維分布的方法，包括以下步驟：(1)水稻種植前，在田間挖一個寬20～40cm，深25～30cm的坑，在所述坑內平鋪一塊預打孔的板，按照所述板上孔的位置插入土壤溶液取樣器，取出所述板后，回填土壤并插入標識桿；

(2)水稻插秧時，使水稻秧苗位于所述土壤溶液取樣器分布的中心位置，在水稻的生育期內抽取土壤溶液，測定并計算土壤溶液中溫室氣體的含量；

(3)利用計算得到的土壤溶液中溫室氣體的含量制作二維分布圖，得稻田土壤溶液中溫室氣體含量二維分布。

優選的，步驟(1)所述板與所述坑的剖面大小一致。

優選的，步驟(1)所述板上預打孔，孔的直徑為2.5～5mm，孔距為2～5cm。

優選的，所述板包括厚度為3～5mm的亞克力板。

優選的，步驟(1)取出所述板后，還包括在所述土壤溶液取樣器的另一端連接延長管，并在延長管上標注好土壤溶液取樣器的深度和橫向位置。

優選的，步驟(1)所述標識桿位于所述坑的中心位置。

優選的，步驟(2)所述水稻生育期包括分蘗期、拔節期、孕穗期、抽穗期、開花期或灌漿成熟期。

優選的，步驟(2)所述抽取土壤溶液后，還包括將抽取20mL的土壤溶液，打入40mL頂空瓶中作為待測樣品；在樣品測定前，提前12～24h向所述待測樣品中注入20mL純氮，測定時抽取氣體7mL，打入氣相色譜中測定溫室氣體含量，然后帶入式I，計算得到土壤溶液中溫室氣體的含量；

其中，C_GHG為土壤溶液中溫室氣體含量，m為氣象色譜測得溫室氣體含量，M_V為標準大氣壓下溫室氣體的摩爾體積，G_V為頂空瓶的體積；G1是頂空瓶內水溶液的體積。

優選的，所述溫室氣體包括CH₄、N₂O和CO₂。