一种降低稻田土壤甲烷排放的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114731793A(43)申请公布日2022.07.12(21)申请号202210360670.9(22)申请日2022.04.07(71)申请人中山大学地址510000广东省广州市海珠区新港西路135号(72)发明人晁元卿罗阳陈子武鲁加南刘文深曹越王诗忠汤叶涛仇荣亮(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师徐李娜(51)Int.Cl.A01B79/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种降低稻田土壤甲烷排放的方法(57)摘要本发明提供了一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，包括步骤如下：向土壤中添加含稀土元素化合物，至稀土元素浓度为50‑1000ppm。稀土在我国农业应用中已有几十年的历史，但目前未见采用添加稀土元素的方法促进土壤甲基营养微生物及其代谢酶活性，以减少农田土壤甲烷排放的报道。利用稀土元素激发土壤甲烷氧化潜力，对于农业减排，减缓碳排放，实现“双碳”目标，应对气候变化带来的挑战，具有重要的理论和实践意义，有着重要的应用前景。本发明相对于现有技术，本发明将稀土元素作为添加剂，加入农田土壤中，可以减少农田土壤甲烷等有害温室气体的排放。CN114731793ACN114731793A权利要求书1/1页1.一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，其特征在于，包括步骤如下：向土壤中添加含稀土元素化合物，至稀土元素浓度为50‑1000ppm。2.根据权利要求1所述一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，其特征在于，所述含稀土元素化合物中稀土元素为La元素。3.根据权利要求2所述一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，其特征在于，所述含稀土元素化合物的La元素为3价。4.根据权利要求3所述一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，其特征在于，所述含稀土元素化合物可选为LaCl3、La(NO3)3、La2(SO4)3中的一种或多种。5.根据权利要求1所述一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，其特征在于，所述土壤中水含量为土壤最大持水量的50‑60％。6.根据权利要求5所述一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，其特征在于，所述方法具体包括步骤如下：S1取干燥土壤；S2向土壤中添加水至土壤最大持水量的50‑60％；S3添加含稀土元素化合物，至稀土元素浓度为50‑1000ppm。7.根据权利要求6所述一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，其特征在于，所述干燥土壤为风干土壤。8.根据权利要求7所述一种降低稻田土壤甲烷排放的方法，其特征在于，所述稀土元素浓度为150‑1000ppm。2CN114731793A说明书1/5页一种降低稻田土壤甲烷排放的方法技术领域[0001]本发明涉及温室气体减排的环保技术领域，具体为稀土元素La的添加在降低稻田土壤甲烷排放上的应用。背景技术[0002]上世纪七十年代以来，全球碳排放与经济发展趋势呈正相关关系，人类的生产活动也是导致大气中二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体排放量剧增的重要原因。甲烷是主要的温室气体之一，仅次于二氧化碳，但其全球增温潜势(GWP，即甲烷气体捕捉大气中热量的能力)是二氧化碳的28倍；对当前全球变暖的贡献率为25％，同时，甲烷也是对流层臭氧的前体物，会引发严重的健康问题。2021年，甲烷管控首次被纳入五年规划目标，落实包括甲烷在内的温室气体减排工作是实现2030碳达峰和2060碳中和目标的重要支持和保证。[0003]农业的甲烷排放是人为甲烷排放最主要的来源之一，2014年我国的甲烷排放量为5529万吨，其中农业活动排放2224.5万吨(占40.2％)，而我国农业相关的排放则主要来源于水稻种植，2016年稻田甲烷排放占农业排放的55％。中国是农业大国，人口的增加和耕地面积的减少对水稻这一主要粮食作物种植的效率和产量有了更高的要求，同时也会导致更多的温室气体排放。[0004]通常来说，甲烷的净排放量取决于稻田甲烷产生和氧化的相对平衡，稻田甲烷主要由产甲烷菌厌氧形成，在最终排入大气之前，约有50％至90％会被土壤表面的甲烷氧化菌和甲基营养型菌作为碳源和能量来源所消耗。其中，甲基营养菌虽然无法单独启动甲烷氧化的过程，但能够通过利用甲烷氧化菌甲烷代谢第一步的产物——甲醇来参与群落的甲烷氧化过程，因此对稻田土壤的甲烷排放也有重要意义。而稻田甲烷排放主要受土壤性质、施肥、作物生长和气候等因素的影响。[0005]我国具有丰富的稀土资源，是世界上稀土资源较大的几个国家之一，有着不可估量的开发潜能。我国自20世纪70年代以来，通过深入的研究和实践，成为了世界上第一个把稀土元素作为一种商业性产品应用于农业生产的国家，调查和研究也表明施用稀土元素对农作物的增产有明显效果，并且在现行施用量的层面，对人体健康和生态环境是安全的。而近年来的一些研究