【正文】 8)。稻田節(jié)水灌溉后,田面淹水層變淺,甚至消失,會直接影響土壤的熱溶性和通透性,帶來土壤濕度、溫度、氧化還原狀況等變化,繼而會影響土壤養(yǎng)分狀況及生態(tài)過程的變化。但同時土壤Eh升高,尤其是產(chǎn)甲烷菌等厭氧性微生物活性受到抑制,土壤有機碳的還原性礦化受影響,稻田甲烷排放明顯減少(Yuetal,2006)。這種干濕交替的灌溉方法有利于提高土壤的氧化還原電位，不利于產(chǎn)甲烷菌的活動，從而可抑制水稻田的甲烷排放量，有研究表明間歇灌溉在農(nóng)業(yè)上是一條有效增產(chǎn)措施，而同時該稻田的甲烷排放最低(陳宗良等，1992)。以間歇灌溉為例，其灌溉技術(shù)要點為：返青期保持2060 mm水層，分蘗后期曬田，黃熟落干，其余時間采用淺水水層、甘露(無水層)相間的灌溉方式。目前關(guān)于這方面的研究也比較多，有研究表明，在施用等量尿素的情況下，干濕灌溉處理植株的甲烷釋放量明顯低于長期深水灌溉處理的植株(閔航等，1993)。一般而言，土壤中CH4的產(chǎn)生隨著水分含量的增加而增加。淹水條件，擴大了厭氧區(qū)域的范圍，增強了產(chǎn)甲烷菌活性，降低甲烷氧化菌活性。4. 灌溉與施肥對土壤有機碳的影響 不同灌水方式使水稻在生長期中土壤的水分含量不一樣，土壤水可以控制甲烷產(chǎn)生需要的厭氧環(huán)境。王紅等（2008）的研究結(jié)果顯示，土壤中有機碳含量的增加顯著提高土壤有機碳礦化速率，而氮的增加對土壤有機碳礦化沒有顯著影響，但土壤氮素含量對土壤碳礦化速率隨著土壤有機碳含量的增加而產(chǎn)生影響。當前對土壤有機碳礦化的影響因子已有大量的研究。 土壤有機碳礦化率為土壤有機碳分解釋放二氧化碳的過程稱為碳礦化。土壤礦化過程的終端產(chǎn)物主要是CO2，CO2的釋放速率通常是衡量土壤有機質(zhì)分解速率和微生物活性的重要指標。有研究表明，土壤干旱時土壤酶活性下降，重新濕潤時又能稍許提高酶活性3. 土壤有機碳的分解和轉(zhuǎn)化過程土壤有機質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化是土壤有機碳輸出的基本過程，同時反映了土壤的活性。余江敏等(2010)認為，根區(qū)局部灌溉在其濕潤區(qū)能提高土壤微生物數(shù)量和酶活性。轉(zhuǎn)化酶存在于所有土壤中，其活性與土壤中腐殖質(zhì)、水溶性有機質(zhì)和黏粒含量以及微生物數(shù)量呈正相關(guān)，可以用來表征土壤的熟化程度和肥力水平。土壤中積累的酶的種類很多，可以大概分為氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類等。土壤酶主要來源于土壤微生物的活動、植物根系分泌物和動植物殘體腐解過程中釋放的酶，是土壤新陳代謝的重要因素，土壤中的一切生物化學反應都是在酶的參與下進行的，是土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化方向和動力的樞紐(肖春玲等，2010)。土壤微生物碳對農(nóng)業(yè)措施的反應非常敏感，與土壤其它碳庫之間也有高度的相關(guān)性，如與土壤輕組有機碳、可礦化碳含量之間存在顯著正相關(guān)（Bremer et al., 1995），而后兩者是土壤有機碳的活性碳庫，說明了土壤微生物與土壤有機碳含量的關(guān)系密切，因此可以將土壤微生物碳作為一個指標來判定農(nóng)業(yè)措施對土壤有機碳的影響（Insam et al., 1989）。其含量占土壤有機碳的1%3%（Anderson和Domsch，1990），有時可高達9%，但通常不超過10%（Insam et al., 1989）。施用有機肥可以提高土壤可溶性有機質(zhì)的含量，但土壤可溶性有機碳的含量只是在短期內(nèi)增加，隨后有所下降(Zsolnay et al.，1991；Gregorich et al.，1996)。Delprat等 (1997)認為，林地初次耕作可使土壤中可溶性有機碳提高25倍，而以后長期耕作又會使其明顯降低。據(jù)Haynes(2000)研究，土壤可溶性有機碳與土壤耕作指數(shù)的關(guān)系極為明顯，可作為衡量土壤有機碳變化方向的重要預測指標。因根的快速周轉(zhuǎn)和分泌作用，根際土壤進行快速碳流動，因此根際土壤也是DOC的重要來源之一。有研究認為新近凋落物和土壤腐殖質(zhì)是森林生態(tài)系統(tǒng)DOC的主要來源，土壤微生物生物量、根系分泌物和降水淋溶等亦是其重要來源。 可溶性有機碳可溶性有機碳（DOC），包括從簡單有機酸、糖類到復雜腐殖物質(zhì)等一系列分子量范圍差異很大的分子(Thurman，1985)。研究表明，土壤易氧化態(tài)碳不僅與土壤總有機碳顯著正相關(guān)(徐秋芳等，2005)，而且還與土壤DOC顯著正相關(guān)(TirolPadre和Ladha，2004)；Conteh等(1999)研究認為易氧化態(tài)碳與富里酸、微生物量、總糖和易氧化多糖呈顯著正相關(guān)。眾多研究表明，長期不施肥或單施化肥使土壤氧化穩(wěn)定性升高，促進了土壤有機質(zhì)的老化，氧化穩(wěn)定系數(shù)升高，土壤供肥能力降低；長期施用有機肥料，可明顯提高土壤易氧化有機質(zhì)含量，降低有機質(zhì)的氧化穩(wěn)定性，土壤肥力提高，同時作物產(chǎn)量顯著高于化肥處理(張付申，1997；張春霞，2004)。一般依據(jù)土壤有機碳在土壤中的分解難易和轉(zhuǎn)化時間，將土壤有機碳總體分為3個庫，（1）不穩(wěn)定土壤有機碳庫（活性碳庫），有機碳組成以微生物量碳、可礦化碳、溶解性有機質(zhì)、碳水化合物為主，特點是活性強、分解速率快、轉(zhuǎn)化周期短，這部分有機碳與養(yǎng)分供應密切相關(guān)，但并不能為土壤所真正固定；（2）穩(wěn)定有機碳庫（緩效性有機碳庫），相應的有機碳為顆粒有機物、碳水化合物、脂類等，周轉(zhuǎn)和分解速率都較前一種有機碳慢，是土壤固定有機碳的主要碳庫；（3）極穩(wěn)定有機碳庫（惰性有機碳庫），其組成主要是木質(zhì)素，腐殖質(zhì)，多酚及被保護的多糖等，分解速率和轉(zhuǎn)化周期相當長。土壤有機碳的周轉(zhuǎn)特征和動態(tài)變化的研究與其分組研究緊密相連。根據(jù)水稻各生育期對水分的敏感程度和節(jié)水條件下水稻的需水規(guī)律，在發(fā)揮水稻自身的適應能力和調(diào)節(jié)機能的基礎(chǔ)上，進行適時科學供水的灌水新技術(shù)(張恩江等，2007)。（3）控制灌溉水稻控制灌溉是稻田無水層的一種灌溉方式，是指秧苗本田移栽后，返青期間田面保留10～25 mm薄水層，返青以后水稻的各生育階段不建立灌溉水層，以土壤水分為控制指標，確定灌水時間和灌水量(彭世彰等，2006)。有報道表明通過應用水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術(shù)，不僅達到了節(jié)水的效果還達到增產(chǎn)、增收的目的(孫紅光等，2002)；也有研究結(jié)果顯示：稻田灌溉采用“薄、淺、濕、曬”灌溉技術(shù)比一般常規(guī)的灌溉技術(shù)節(jié)水率達40%~50%(徐紅等，2003)。具體技術(shù)要求為: 插秧時薄水、返青時淺水、分蘗前期時濕潤、分蘗后期時曬田，拔節(jié)孕穗和抽穗開花期保持薄水、乳熟期濕潤，黃熟期濕潤落干。（1）“薄、淺、濕、曬”灌溉“薄、淺、濕、曬”灌溉技術(shù)在我國的應用地域比較廣，此技術(shù)是根據(jù)水稻各生育期的需水特性和要求，在水稻的不同生育期進行灌溉排水。其實質(zhì)就是在適當調(diào)節(jié)水稻生理需水的同時，合理發(fā)揮水稻生態(tài)耗水的功能，不僅要滿足稻體水分代謝需要，還應利用灌溉水的多方面作用，來影響水稻群體協(xié)調(diào)地生長發(fā)育，達到高產(chǎn)前提下節(jié)約用水。研究生學位論文開題報告題目名稱： “薄淺濕曬”和干濕交替灌溉稻田有機碳轉(zhuǎn)化及其相關(guān)微生物特性研究 姓 名： 何文 學 號： 1317310002 專業(yè)名稱： 植物營養(yǎng)學 研究方向： 植物營養(yǎng)與施肥 攻讀學位： 碩士 學 院： 農(nóng)學院 導師姓名： 李伏生 導師職稱： 教授 填表時間 2014 年 11 月 29 日填 表 說 明1．開題報告是研究生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，研究生必須認真填寫2．完成時間：碩士研究生的開題報告應于第三學期末前完成3．打印要求：此表用A4紙雙面打印，一式兩份4．此表與中期考核審核表、成績單、實踐報告、學術(shù)活動列表等材料一起交于學院，參加中期考核一、課題來源，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平及發(fā)展趨勢，選題的研究意義、目的，參考文獻（一）課題來源國家自然科學基金課題：薄淺濕曬與干濕交替灌溉稻田甲烷和氧化亞氮排放機制和水氮運籌模式（51469003）。（二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平及發(fā)展趨勢1．水稻節(jié)水灌溉技術(shù)近半個世紀以來，隨著耕作栽培技術(shù)的進步，為了減少水稻灌溉的用水量，同時達到節(jié)水高產(chǎn)、高效優(yōu)質(zhì)的目的，水稻節(jié)水灌溉是以水稻各個生育期耗水量變化規(guī)律和適當?shù)乃掷弥笜藶榍疤幔⒆畲蠡睦锰烊挥晁屯寥辣旧淼恼{(diào)蓄能力，使稻田水分狀況能在水稻生長期多樣化，同時保證水稻正常生長，保障水稻關(guān)鍵需水期的充足水分，減少水分在田間的無效消耗，使最少的水分獲得最大的產(chǎn)量，提高水分生產(chǎn)效益的一種灌溉方法。稻田節(jié)水灌溉技術(shù)已有多種方式。為水稻生長創(chuàng)造良好環(huán)境，達到節(jié)水高產(chǎn)的目的。其中在廣西壯族自治區(qū)大面積推廣這種灌溉方式，其技術(shù)要點為：（1）薄水插秧、淺水返青：插秧時按薄水層1520 mm，插秧后使田間水層保持1540 mm左右；(2)分蘗前期濕潤：每25天灌10 mm左右薄水層一次，土壤水分保持處于飽和狀態(tài)；(3)分蘗后期曬田；(4)拔節(jié)孕穗和抽穗揚花期薄水，抽穗揚花期使稻田保持1015 mm薄水層；(5)乳熟期濕潤：隔35天灌水約10 mm水層；(6)黃熟期時先讓土壤保持濕潤后落干：即水稻穗部勾頭前保持土壤濕潤，勾頭后稻田自然落干。 （2）干濕交替灌溉 干濕交替灌溉是一種通過土壤張力計來檢測土壤水分的一種灌溉方式，其技術(shù)要點為：(1)從移栽至返青建立淺水層，田間保持水層2～3 cm；(2)返青～有效分蘗臨界葉齡期，進行間隙濕潤灌溉：田間灌水層2～3 cm，然后自然落干至土壤水勢為5 kPa；再田間灌水層2～3 cm，然后自然落干至土壤水勢為5 kPa；如此循環(huán)；(3)有效分蘗臨界葉齡期～拔節(jié)，進行排水擱田，擱田至土壤水勢為20 kPa并保持1個葉齡期，然后再灌水，田間灌水層2～3 cm；(4)拔節(jié)后一周～二次枝梗分化期初，進行干濕交替灌溉：田間灌水層2～3 cm，然后自然落干至土壤水勢為10 kPa；再田間灌水層2～3 cm，然后自然落干至土壤水勢為10 kPa；如此循環(huán)；(5)從二次枝梗分化期～出穗后10天，進行間隙濕潤灌溉：田間灌水層2～3 cm，然后自然落干至土壤水勢為5