UV-B輻射對水稻根際土壤活性有機(jī)碳轉(zhuǎn)化和產(chǎn)甲烷潛力的影響

賀曉佳，馮書華，蔣明，李明銳，湛方棟，李元，何永美

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201

水稻（Oryza sativa L.）根系分泌物中的有機(jī)酸易被根際細(xì)菌分解為二氧化碳（CO2）、氫氣（H2）和醋酸鹽等產(chǎn)甲烷基質(zhì)，使甲烷產(chǎn)生量增加（Kerdchoechuen，2005），有機(jī)酸是大型生物分子最終礦化產(chǎn)物甲烷（CH4）和CO2的重要活性中間體，土壤光化學(xué)反應(yīng)又是低分子量有機(jī)酸形成的關(guān)鍵（Xiao et al.，2014），所以UV-B輻射下水稻根系分泌物中草酸和琥珀酸含量增加，酒石酸和蘋果酸含量下降（He et al.，2016）。土壤酶在土壤有機(jī)質(zhì)的降解、轉(zhuǎn)化和礦化等多種生化過程中起著關(guān)鍵作用（Ling et al.，2018），其對生物和非生物因素影響下土壤性質(zhì)的變化非常敏感（Lemanowicz，2019），UV-B輻射增強(qiáng)導(dǎo)致稻田土壤多酚氧化酶和蔗糖酶的活性顯著降低（王燦等，2018），纖維素水解酶、磷酸酶活性下降（Choudhary et al.，2013）。土壤酶庫和酶活性的大小可以驅(qū)動有機(jī)碳的降解速率（Alvarez et al.，2018），土壤蔗糖酶、纖維素酶、過氧化氫酶活性的增加對活性有機(jī)碳、總有機(jī)碳的含量和積累有促進(jìn)作用（張英英等，2017），UV-B輻射也會直接促進(jìn)土壤總碳的分解（蔣夢蝶等，2017b），顯著降低稻田土壤微生物量碳和易氧化有機(jī)碳的含量（王燦等，2018）。所以UV-B輻射導(dǎo)致土壤酶活性降低，導(dǎo)致有機(jī)碳含量降低，最終導(dǎo)致甲烷排放總量降低。目前對 UV-B輻射和自然光條件、植物根際和非根際土壤環(huán)境之間的根系分泌物變化差異所導(dǎo)致的產(chǎn)甲烷潛力不同的研究較少，且研究不為一致，肇思迪等（2017）發(fā)現(xiàn)UV-B輻射增強(qiáng)可顯著提高稻田CH4和一氧化二氮（N2O）排放通量和累積排放量，增加稻田CH4和N2O排放的綜合增溫潛勢，UV-B輻射增強(qiáng)促進(jìn)了元陽哈尼梯田水稻田CH4的排放（He et al.，2016；婁運(yùn)生等，2012；徐渭渭等，2015），也有發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)的UV-B輻射對土壤-水稻系統(tǒng)的CH4排放通量沒有顯著影響（胡正華等，2011）。這可能是稻田甲烷排放通量受土壤理化性質(zhì)、稻田管理模式、水稻特性（徐渭渭等，2015）等多因素影響所致。

目前，已有較多關(guān)于溫室氣體排放、有機(jī)酸分泌以及碳轉(zhuǎn)化的研究在元陽梯田開展，且表明稻田CH4的排放與土壤有機(jī)酸分泌量（何永美等，2016）、碳轉(zhuǎn)化酶活性、活性有機(jī)碳含量（Burns et al.，2013）密切相關(guān)。但是對水稻根際環(huán)境和非根際環(huán)境之間根系分泌物變化差異所導(dǎo)致的產(chǎn)甲烷潛力不同的研究較少。所以，本研究采用元陽梯田稻田土壤，在水稻生長的不同時期，利用對照（自然光）和模擬UV-B輻射處理，開展盆栽實(shí)驗(yàn)，收集根際土壤和非根際土壤并研究土壤中有機(jī)酸含量的變化、土壤碳轉(zhuǎn)化酶活性和活性有機(jī)碳的變化，分析根系有機(jī)酸、土壤活性有機(jī)碳、酶活性、甲烷排放通量之間的關(guān)系，進(jìn)而闡釋UV-B輻射對土壤碳轉(zhuǎn)換以及產(chǎn)甲烷潛力的影響，探討UV-B輻射增強(qiáng)條件下稻田溫室氣體排放機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)土壤采集于云南省元陽縣新街鎮(zhèn)箐口村（23°7′N，102°44′E）的梯田，種植元陽梯田地方品種的水稻白腳老粳，土壤pH值為5.67，全氮（N）為 2.54 g·kg-1，全磷（P）為 0.431 g·kg-1，全鉀（K）為 13.85 g·kg-1，堿解氮為 92.17 mg·kg-1，速效 P 為14.03 mg·kg-1，速效 K 為 16.50 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)為29.93 g·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

采集大田試驗(yàn)地的稻田土壤，采用五點(diǎn)采樣法，每個分點(diǎn)處采集0—20 cm耕作層土壤。采用根袋培養(yǎng)法，參照蔡昆爭等（2003）的“網(wǎng)袋法”加以改進(jìn)，根袋直徑14 cm、高20 cm、圓柱形尼龍網(wǎng)袋（400目，0.0374 mm），可固定根系生長范圍，但不影響土壤水肥正常擴(kuò)散，根袋內(nèi)為根際土，非根際土為根袋外約25 cm以外的土壤。將水稻種子經(jīng) 3%過氧化氫溶液消毒，轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿中催芽，放在光照培養(yǎng)箱中育苗。兩周后，待秧苗長至3葉1心時，移栽于裝有營養(yǎng)液的盆中培養(yǎng)，每周換1次營養(yǎng)液，pH保持在 5.5—6.0之間。水稻秧苗種植前，先將土置于根袋內(nèi)且一直處于淹水狀態(tài)，然后將水稻秧苗插入根袋中，按設(shè)計埋入盆缽中，盆缽直徑40 cm。設(shè)2個UV-B輻射水平，即對照（自然光照）和UV-B輻射（5.0 kJ·m-2），每個處理15盆，每個根袋1株苗。

UV-B輻射處理：在水稻的正上方，懸掛1支40W的UV-B燈管（北京，UV308，光譜為280—320 nm），模擬UV-B 輻射增強(qiáng)。隨水稻植株的生長不斷調(diào)節(jié)燈管高度以控制輻照度（以植株上部計），從水稻秧苗移栽返青后至成熟收獲，每天10:00—17:00輻照7 h（陰雨天除外）。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 根系分泌物收集和測定

渦流發(fā)生器安裝位置影響其作用區(qū)域: 安裝位置離模型旋轉(zhuǎn)中心太近, 尾渦直徑小, 導(dǎo)致模型來流受渦流發(fā)生器干擾, 影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性; 離旋心太遠(yuǎn), 尾渦作用區(qū)域?qū)p小, 無法覆蓋模型區(qū). 為確定合適的安裝位置, 計算了Ma=0.6, 常規(guī)實(shí)驗(yàn)Reynolds數(shù)狀態(tài)下, 安裝位置距離模型旋心10δ, 20δ, 30δ, 40δ, 50δ的流場, 圖8和表4分別給出各狀態(tài)下附面層速度分布和對應(yīng)的附面層厚度. 圖中u/ul為當(dāng)?shù)厮俣扰c附面層外緣速度的比值， 代表附面層內(nèi)速度恢復(fù)情況.

根系分泌物的收集采用溶液培養(yǎng)法（許超等，2010），即為當(dāng)水稻經(jīng)UV-B輻射處理30 d后，進(jìn)行第一次采樣，由營養(yǎng)液中移出水稻，用超純水沖洗根表面的吸附物質(zhì)，同時不要傷根，然后用吸水紙吸去根表面的水分，將根浸于25 mL超純水的試管中，每管放4株，用錫箔紙包裹試管，于光照條件下收集根系分泌物，12 h后取出植株，定容至25 mL；收集到的根系分泌物溶液過0.45 μm膜后，立即進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，而后將濃縮液吸取1 mL到高效液相色譜儀即Agilent 1100色譜儀，進(jìn)行檢測，測定草酸、琥珀酸、蘋果酸和酒石酸（Montiel et al.，2016）。

1.3.2 土壤酶和有機(jī)碳指標(biāo)測定

分別于水稻生長的分蘗期（30 d）、拔節(jié)期（60 d）、抽穗期（90 d）采集根際與非根際土壤樣品，土壤鮮樣快速裝入低溫冰箱，直接將除去石礫雜質(zhì)后的新鮮土樣過尼龍網(wǎng)篩進(jìn)行分析（耿玉清等，2012）。

參照關(guān)松蔭（1986）的方法，過氧化氫酶的測定采用高錳酸鉀滴定法；蔗糖酶活性的測定采用3,5-二硝基水楊酸比色法；多酚氧化酶活性測定采用鄰苯三酚-乙醚比色法。

土壤可溶性有機(jī)碳采用嚴(yán)昌榮等（2010）的研究方法；土壤微生物量碳采用熏蒸提取法測定（林啟美等，1999）；土壤易氧化有機(jī)碳采用高錳酸鉀氧化法測定（巫芯宇，2013）。

甲烷氣體在培養(yǎng)90 d后采集1次，每個樣品3個重復(fù)。用雙聯(lián)球連接在廣口瓶的導(dǎo)出口，另一端

連接在集氣袋上，進(jìn)行采集氣體，氣體樣品測定采用 Agilent 7890B氣相色譜儀分析（Nayak et al.，2006）。

甲烷計算公式：

式中：

F——?dú)怏w排放通量（mg·cm-2·h-1）；

h——采樣瓶高度（液面離頂部的高度）；

θ——瓶內(nèi)溫度（℃）；

p——標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷氣體的密度（0.717 g·L-1）；

dρ/dtt=0——單位時間內(nèi)氣體濃度線性變化率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每組處理設(shè)4個重復(fù)，采用Excel對根袋實(shí)驗(yàn)不同時期（第30天、60天、90天）的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計整理，采用 SPSS 20.0 軟件進(jìn)行三因素（UV-B輻射、根際、時間）方差分析，采用Origin Pro 9.1進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 UV-B輻射對水稻根際土壤與非根際土壤低分子量有機(jī)酸含量的影響

由圖1可知，水稻根際土低分子量有機(jī)酸含量高于非根際土。三因素分析表明，UV-B輻射、根際對土壤草酸含量存在極顯著影響；與自然光照相比，在培養(yǎng)的第30、60和90天，UV-B輻射導(dǎo)致水稻根際土壤草酸含量分別增加了 43.2%、18.8%和5.8%。UV-B輻射、根際和時間均對土壤琥珀酸含量存在極顯著影響；與自然光照相比，在培養(yǎng)的第30、60和90天，UV-B輻射導(dǎo)致水稻根際土壤琥珀酸含量增加，增幅達(dá)到13.9%—48.7%。根際和時間對土壤酒石酸含量存在極顯著影響，與自然光照相比，在培養(yǎng)的第30天和90天，經(jīng)UV-B輻射后根際土壤酒石酸含量分別顯著降低 50.1%和23.5%。UV-B輻射、根際和時間對土壤蘋果酸含量存在顯著或極顯著影響，第30天和第60天時，經(jīng)UV-B輻射后根際土壤蘋果酸含量與自然光照相比顯著降低47.9%和69.9%?？梢?，UV-B輻射導(dǎo)致水稻根際土壤草酸和琥珀酸含量增加，酒石酸和蘋果酸含量降低。

圖1 UV-B輻射對水稻土壤根際與非根際低分子量有機(jī)酸含量的影響Figure 1 Effects of UV-B Radiation on the Content of Low Molecular Weight Organic Acids in rice Rhizosphere and non-Rhizosphere Soil

3.2 UV-B輻射對水稻根際與非根際土壤碳轉(zhuǎn)化酶活性的影響

由圖2可知，水稻根際土碳轉(zhuǎn)化酶活性高于非根際土，三因素分析表明，時間對土壤多酚氧化酶活性存在極顯著影響；在培養(yǎng)的第30、60和90天，UV-B輻射使水稻根際土壤多酚氧化酶活性顯著高于非根際土壤，分別顯著提高4.8%、9.7%和41.7%。與非根際土壤相比，在培養(yǎng)的第30和90天，UV-B輻射使水稻根際土壤蔗糖酶活性顯著提高36.3%和8.5%。UV-B輻射和時間對過氧化氫酶活性存在極顯著影響，根際對過氧化氫酶活性無顯著影響；與自然光照相比，在培養(yǎng)的第90天，UV-B輻射使水稻根際土壤過氧化氫酶活性顯著降低 10.3%，而UV-B輻射與自然光照處理對水稻生長前期根際土壤過氧化氫酶活性無顯著差異。可見，UV-B輻射導(dǎo)致水稻生長后期根際多酚氧化酶活性提高，過氧化氫酶活性降低。

圖2 UV-B輻射對水稻根際與非根際土壤碳轉(zhuǎn)化酶活性的影響Figure 2 Effects of UV-B Radiation on the Activities of Carbon Converting Enzymes in rice Rhizosphere and non-Rhizosphere Soil

2.3 UV-B輻射對水稻根際與非根際土壤活性有機(jī)碳含量的影響

由圖3可知，三因素分析表明，UV-B輻射、根際和時間對土壤微生物量碳含量無顯著影響；與自然光照相比，在培養(yǎng)的第30和90天，UV-B輻射導(dǎo)致水稻根際土壤微生物量碳含量顯著增加49.8%和38.9%，3個時期內(nèi)，UV-B輻射處理使水稻根際土壤微生物量碳含量顯著高于非根際土壤，增幅為27.8%—63.1%。時間對土壤易氧化有機(jī)碳含量存在極顯著影響；與自然光照相比，在培養(yǎng)的第90天，UV-B輻射導(dǎo)致水稻根際土壤易氧化有機(jī)碳含量顯著增加9.9%；在培養(yǎng)第30和60天時，自然光照處理根際土壤易氧化有機(jī)碳含量較非根際土壤分別顯著增加7.8%和34.1%。UV-B輻射對土壤溶解性有機(jī)碳含量無顯著影響，根際和時間對土壤溶解性有機(jī)碳含量存在極顯著影響；與自然光照相比，3個時期內(nèi)，UV-B輻射導(dǎo)致水稻根際土壤可溶性有機(jī)碳含量顯著增加14.3%—55.7%，UV-B輻射導(dǎo)致水稻根際土壤可溶性有機(jī)碳含量顯著高于非根際土壤。可見，UV-B輻射導(dǎo)致水稻生長后期根際土壤微生物量碳、易氧化有機(jī)碳和溶解性有機(jī)碳含量增加。

圖3 UV-B輻射對水稻根際與非根際土壤活性有機(jī)碳含量的影響Figure 3 Effects of UV-B Radiation on Active Organic Carbon Content in rice Rhizosphere and non-Rhizosphere Soils

2.4 UV-B輻射對水稻根際與非根際土壤產(chǎn)甲烷潛力的影響

由圖4可知，UV-B輻射和根際對土壤甲烷排放通量存在極顯著影響；與自然光照相比，UV-B輻射導(dǎo)致水稻根際土壤甲烷排放通量顯著降低56%，自然光處理根際土壤甲烷排放通量顯著高于非根際，而UV-B輻射處理根際土壤甲烷排放通量顯著低于非根際；可見，根袋實(shí)驗(yàn)中，UV-B輻射處理顯著降低水稻根際土壤甲烷排放通量。

圖4 UV-B輻射對水稻根際與非根際土壤產(chǎn)甲烷潛力的影響Figure 4 Effects of UV-B radiation on the methanogenic potential in rice rhizosphere and non-rhizosphere soils

2.5 有機(jī)酸與土壤活性有機(jī)碳、甲烷排放量的相關(guān)性分析

由表1可知，草酸和蘋果酸含量均與甲烷排放通量呈顯著正相關(guān)；酒石酸含量與微生物量碳含量呈顯著正相關(guān)，但蘋果酸與微生物量碳含量呈極顯著正相關(guān)；蘋果酸含量與可溶性有機(jī)碳含量呈顯著正相關(guān)，而琥珀酸與可溶性有機(jī)碳含量呈極顯著正相關(guān)。

表1 有機(jī)酸含量與土壤活性有機(jī)碳含量和甲烷排放的相關(guān)性Table 1 Correlation between organic acid content and soil active organic carbon content and methane emission

2.6 甲烷排放通量與酶活性、土壤活性有機(jī)碳的相關(guān)性分析

由表2可知，甲烷排放通量與多酚氧化酶、微生物量碳、易氧化有機(jī)碳呈極顯著負(fù)相關(guān)，與可溶性有機(jī)碳呈顯著負(fù)相關(guān)；甲烷排放通量與蔗糖酶呈顯著正相關(guān)，與過氧化氫酶呈極顯著正相關(guān)。過氧化氫酶和可溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳呈顯著負(fù)相關(guān)，與微生物量碳呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表2 甲烷排放通量與酶活性、土壤活性有機(jī)碳的相關(guān)性Table 2 Correlation between methane emission and enzymatic active and soil active organic carbon content

3 討論

3.1 水稻根際土壤與非根際低分子量有機(jī)酸含量對UV-B輻射的響應(yīng)機(jī)理

本研究UV-B輻射處理顯著提高根際土壤草酸和琥珀酸含量，對根際蘋果酸和酒石酸含量則呈顯著抑制。鹽堿脅迫后，2個高粱品種酒石酸、甲酸和蘋果酸均下降（戴凌燕等，2015），可見，根際低分子量有機(jī)酸的分泌是植物對環(huán)境脅迫的必然響應(yīng)。在 C4植物中，蘋果酸作為 CO2的載體完成植物光合碳同化的輔助途徑，參與羧酸循環(huán)和二氧化碳釋放后，完成碳的固定（Liang et al.，2019）。蘋果酸在這個過程中被消耗，從而呈現(xiàn)含量下降的現(xiàn)象。根系分泌的草酸含量均升高是根中光呼吸乙醇酸途徑加強(qiáng)的結(jié)果（李昌曉等，2010）。UV-B輻射對土壤的穿透能力不超過5 mm（張慧玲等，2010），很難直接對根系呼吸和土壤微生物呼吸產(chǎn)生抑制效應(yīng)，所以根對UV-B輻射的響應(yīng)是間接的。本研究中非根際土壤中4種有機(jī)酸含量低于根際含量，是由于UV-B輻射與CO2的相互作用增加了根系生物量（Bussell et al.，2012），增強(qiáng)的UV-B輻射可通過改變地下生物量來影響根系分泌物的凈通量，UV-B誘導(dǎo)地下光合產(chǎn)物分配增加（Rinnan et al.，2006），即導(dǎo)致根系分泌有機(jī)酸增加。同時根際微生物對根系分泌物的大量消耗勢必刺激根分泌更多的有機(jī)酸，微生物也分泌了有機(jī)酸（劉洪升等，2002）。

3.2 水稻根際土壤與非根際土壤碳轉(zhuǎn)化酶活性、土壤活性有機(jī)碳含量對UV-B輻射的響應(yīng)機(jī)理

UV-B通過改變抗氧化能力來影響碳同化和CO2的吸收（Singh et al.，2012），對不同時期的土壤脲酶和轉(zhuǎn)化酶產(chǎn)生明顯的抑制作用（張令瑄等，2016），同樣在重金屬脅迫的逆境下土壤過氧化氫酶活性（Stepniewska et al.，2009）、蔗糖酶活性（張飛等，2015）下降，這與本研究結(jié)果一致。在前一個時期內(nèi)，酶代謝加劇的同時也被消耗，所以酶變化無顯著差異。而在第 90天時，水稻根際環(huán)境中根系分泌的有機(jī)酸濃度增加，低濃度有機(jī)酸對磷酸單酯酶活性有促進(jìn)作用，而高濃度有機(jī)酸則為抑制作用（龔松貴等，2009），所以水稻生長后期分泌的大量有機(jī)酸抑制蔗糖酶和過氧化氫酶活性，多酚氧化酶活性升高是由于酶的底物酚酸類物質(zhì)的積累（李果梅等，2008）。這表明土壤酶活性與養(yǎng)分間的關(guān)系會因有機(jī)酸的存在及其種類、濃度、降解等條件的變化而變化，趙鵬志等（2018）發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)通過直接正效應(yīng)影響蔗糖酶活性，草酸顯著抑制過氧化氫酶和蔗糖酶活性，同時有機(jī)酸的分泌也反過來作用于微生物對有機(jī)碳產(chǎn)生作用（Samuel et al.，2006）。土壤有機(jī)碳主要來源于根系、根系分泌物、可溶性有機(jī)碳、土壤微生物及生物擾動作用（周艷翔等，2013），它能夠影響土壤碳（C）、N等元素在土壤環(huán)境中的循環(huán)。3個時期內(nèi)，UV-B輻射處理的水稻根際土壤可溶性有機(jī)碳含量顯著高于自然光處理，根際土壤與非根際土壤的有機(jī)碳變化趨勢一致，這與前人研究結(jié)果一致（蔣夢蝶等，2017a）。UV-B輻射增加導(dǎo)致微生物量碳含量增加與秸稈還田后較高的C/N有關(guān)，使得土壤微生物在分解過程中對碳素進(jìn)行固定，從而增加土壤微生物量碳含量（李新華等，2016），但也發(fā)現(xiàn)小麥各品種在UV-B輻射下多數(shù)生育時期觀測的根際與非根際土壤微生物量碳含量顯著低于自然光（婁運(yùn)生等，2012），這種有機(jī)碳的差異與環(huán)境因子的影響使UV-B對土壤作用機(jī)理不同有關(guān)。

通過相關(guān)性分析，生長期各個階段的過氧化氫酶活性與微生物量碳、易氧化有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳呈顯著負(fù)相關(guān)。這與前人對正常環(huán)境下研究結(jié)果不一致，有機(jī)碳與碳循環(huán)相關(guān)酶活性（脲酶、磷酸酯酶、硫酸酯酶等）呈顯著正影響（P＜0.05）（郭乾坤等，2020），這充分說明UV-B輻射條件引起植物的響應(yīng)機(jī)制發(fā)生很大改變，土壤有機(jī)碳對過氧化氫酶活性的變化響應(yīng)強(qiáng)烈，酶活性增加可以提高有機(jī)碳庫量，進(jìn)而影響土壤有機(jī)碳的礦化速率（趙仁竹等，2015），進(jìn)而對甲烷排放產(chǎn)生影響。

3.3 UV-B輻射對水稻根際與非根際土壤產(chǎn)甲烷潛力的影響

濕地甲烷排放是全球溫室氣體的主要來源，大氣中每年有15%—30%的CH4來源于土壤（張玉銘等，2011），并且濕地甲烷排放占甲烷排放總量的30%—40%（Koffi et al.，2020），甲烷排放是甲烷產(chǎn)生、氧化和傳輸?shù)却x過程的結(jié)果（Serrano et al.，2014）。UV-B輻射增強(qiáng)后對水稻土壤甲烷排放的影響結(jié)果不盡一致，胡正華等（2011）發(fā)現(xiàn) UV-B輻射增強(qiáng)沒有改變稻田生態(tài)系統(tǒng)呼吸速率、CH4和N2O排放通量的季節(jié)性變化規(guī)律，徐渭渭等（2015）發(fā)現(xiàn)UV-B輻射增強(qiáng)在分蘗末期、拔節(jié)孕穗期、成熟期都極顯著提高CH4的累計排放量。而本研究發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)UV-B輻射顯著降低水稻根際甲烷排放，明顯低于自然光?？赡苁遣煌鹾克w消耗產(chǎn)甲烷底物的不同導(dǎo)致（李小飛等，2019），UV-B輻射使根系泌氧能力受到影響，有機(jī)碳的輸入和輸出不平衡，甲烷通量在成熟期下降是由于水稻通氣組織CH4擴(kuò)散受阻（Jiang et al.，2013）。甲烷傳輸能力與根系比表面積、根系活躍吸收面積、水稻根系氧化活力有顯著正相關(guān)關(guān)系（鐘娟，2017），這些因素在UV-B輻射下產(chǎn)生了變化間接影響甲烷排放。同時易氧化有機(jī)碳是甲烷排放的主要底物（吳家梅等，2013），且兩者呈顯著負(fù)相關(guān)。由相關(guān)性分析，UV-B輻射使過氧化氫酶與甲烷排放通量呈極顯著正相關(guān)，與有機(jī)碳均呈負(fù)相關(guān)，碳轉(zhuǎn)化酶活性與碳含量是影響甲烷排放的直接原因。在 UV-B輻射下，水稻非根際土的甲烷排放高于根際土，底物（土壤有機(jī)質(zhì)、前季作物秸稈、當(dāng)季光合產(chǎn)物）和微生物是CH4(N2O)產(chǎn)生的重要因素（胡正華等，2011）。由于水稻在環(huán)境迫害下產(chǎn)生了酚類物質(zhì)，對植物有毒害作用，敏感的微生物排斥這類物質(zhì)，大量移動到水稻非根際區(qū)域，非根際區(qū)域微生物活動顯著，對有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分解排放對有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分解排放甲烷。

4 結(jié)論

本文結(jié)合根袋盆栽試驗(yàn)，研究UV-B輻射對水稻根際與非根際有機(jī)酸、土壤有機(jī)碳和酶活性以及產(chǎn)甲烷潛力的影響，結(jié)果表明UV-B輻射顯著增加了水稻根際土壤中草酸和琥珀酸含量，顯著降低了根際土壤蘋果酸和酒石酸含量；導(dǎo)致根際土壤中過氧化氫酶活性后期顯著降低，多酚氧化酶活性增加；易氧化有機(jī)碳和可溶性有機(jī)碳含量顯著升高；進(jìn)而顯著降低了甲烷排放量。很多人對土壤甲烷排放的機(jī)理進(jìn)行了研究，而對減排的措施研究還需進(jìn)一步加強(qiáng)?；诘咎锛淄榕欧哦嘁蛩氐挠绊?，稻田甲烷排放需要進(jìn)行合理的田間養(yǎng)分、水分管理，調(diào)配水田氧化還原電位，通過合理施肥有效控制碳氮比，適當(dāng)調(diào)整農(nóng)作模式，篩選有效減排的水稻品種。