水稻土中磷化氢的产生、迁移转化机制及其环境效应

本课题拟采用野外实验与室内模拟相结合的方法，运用低温冷阱富集-毛细管色谱柱联用技术、同步辐射X射线光谱技术、同位素示踪技术以及蛋白分离电泳和免疫印迹等方法手段，全面系统的研究水稻土环境中磷化氢的形成、消失机制、时空浓度水平、迁移转化、归趋、并从深层次探讨磷化氢的环境生态效应，对阐明土壤磷的生物地球化学循环机制，揭示土壤磷的迁移转化规律具有重要意义，研究成果可为研究土壤痕量气体提供新思路和科学依据。

土壤痕量气体的环境生态效应是新的土壤学说重要研究内容之一，磷化氢已被确认为土壤中的痕量气体，但是在土壤磷的循环过程中均未曾考虑磷化氢的贡献。土壤磷化氢的产生、迁移转化过程不仅直接影响磷素的生物地球化学循环，而且也直接与其环境效应密切相关。本项目以华南地区典型水稻土为研究对象，采用野外实验与室内结合的方法，系统研究水稻土中磷化氢的产生、迁移转化机制及其环境效应发现：水稻田中，磷化氢环境浓度、磷化氢通量和水稻植株对磷化氢排放通量贡献率呈现出相似的变化趋势，同时首次发现水稻植株对水稻田中磷化氢排放的贡献率高达73%；水稻土中结合态磷化氢（MBP）的含量和垂直分布特性受水稻生长阶段、水稻土表面覆水和环境温度影响，其中前两者决定其垂直分布。在室内环境研究中，pH和酸性磷酸酶（ACP）与MBP的相关性最为显著；水稻生长过程中空气中的高浓度磷化氢会使土壤中的MBP增高；水稻土中微生物的组成和土壤的淹水状况密切相关，其次为有机磷、海拔和pH。磷化氢对水稻种子的萌发具有抑制作用，水稻植株的抗氧化酶体系可积极应对磷化氢对水稻生理生化方面的消极作用，磷化氢对水稻植株的根系活力没有产生不利作用。