CN116254117A

CN116254117A - 一种稻田甲烷排放抑制剂及减少稻田甲烷排放方法

Info

Publication number: CN116254117A
Application number: CN202310549131.4A
Authority: CN
Inventors: 许永花; 曲京博; 刘天奇; 丁欣洁
Original assignee: Northeast Agricultural University
Current assignee: Northeast Agricultural University
Priority date: 2023-05-16
Filing date: 2023-05-16
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2043-05-16
Also published as: CN116254117B

Abstract

本发明提供一种稻田甲烷排放抑制剂及减少稻田甲烷排放方法，属于环境治理技术领域，稻田甲烷排放抑制剂包括甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物菌剂；各组分的质量比为：腐殖质10‑15份、替硝唑0.05‑0.12份、水合氧化铁8‑12份、硝酸改性生物炭10‑15份、石灰5‑10份、过氧化钙10‑15份、枯草芽孢杆菌0.2‑0.5份、脱氮副球菌0.1‑0.3份、乳酸菌0.1‑0.3份和酵母菌0.2‑0.4份。本发明通过甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物菌剂的协同作用，能够显著降低稻田中甲烷的排放，并实现了良好的可持续性，在保证水稻产量稳定的同时，抑制稻田甲烷的产生，实现水稻的低碳生产。

Description

一种稻田甲烷排放抑制剂及减少稻田甲烷排放方法

技术领域

本发明涉及环境治理技术领域，具体而言，涉及一种稻田甲烷排放抑制剂及减少稻田甲烷排放方法。

背景技术

近年来，全球气候变暖是人类最关注的环境问题之一，其中，温室气体含量的逐年上升是主要原因之一。甲烷是广泛存在于自然界中的一种碳氢化合物，是仅次于二氧化碳的温室气体，此外，还能作为微生物生长的底物。甲烷的主要来源有湿地系统（沼泽、沉积物、水田等）、反刍动物消化系统、垃圾填埋场、能源生产核利用过程中泄露、污水处理系统等。其中，湿地系统每年约排放164Tg甲烷，贡献了约三分之一的全球甲烷排放量，是最主要的甲烷排放源。

工业革命至今，大气中的甲烷浓度从722μg/L上升到1830μg/L，约占16%的人为全球温室气体年排放总量，对全球变暖的贡献率达到了30%，且大气中的甲烷浓度持续以约每年1.0% ~ 1.2%的速度增长。因此，甲烷减排对控制全球变暖有重要的意义。

我国是水稻生产大国，而稻田是重要的甲烷排放源。据估算，稻田甲烷排放总量约占人为排放甲烷总量的11%，这是由于水稻生产过程中淹水灌溉所形成的无氧环境，适宜产甲烷菌的生存。稻田甲烷排放包括土壤甲烷产生、氧化与传输3个过程，主要受水稻品种、土壤特性、气候条件、农艺措施等因素影响。因此，传统技术中，在保证水稻丰产前提下，选用低排水稻品种、应用减排稻作技术、施用甲烷减排产品（例如硝酸盐和硫酸盐）等技术是减少稻田甲烷排放的有效措施。然而，采用低排水稻品种、应用减排稻作技术容易导致水稻产量降低，而传统的甲烷减排产品在稻田中的甲烷减排效果较差，且硝酸盐和硫酸盐等甲烷减排产品容易被还原后形成氧化亚氮、氮气、硫化氢等气态物质被消耗，为了实现持续的甲烷减排作用，需要多次施用。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种在稻田中甲烷减排效果较好的甲烷排放抑制剂，具有良好的持续性。

为解决上述问题中，本发明提供一种稻田甲烷排放抑制剂，包括甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物菌剂；

其中，所述甲烷抑制剂包括腐殖质和替硝唑，所述土壤调理剂包括水合氧化铁、硝酸改性生物炭、石灰和过氧化钙，所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌；

各组分的质量比为：所述腐殖质10-15份、所述替硝唑0.05-0.12份、所述水合氧化铁8-12份、所述硝酸改性生物炭10-15份、所述石灰5-10份、所述过氧化钙10-15份、所述枯草芽孢杆菌0.2-0.5份、所述脱氮副球菌0.1-0.3份、所述乳酸菌0.1-0.3份和所述酵母菌0.2-0.4份。

优选地，各组分的质量比为：所述腐殖质12份、所述替硝唑0.1份、所述水合氧化铁10份、所述硝酸改性生物炭13份、所述石灰8份、所述过氧化钙12份、所述枯草芽孢杆菌0.4份、所述脱氮副球菌0.2份、所述乳酸菌0.2份和所述酵母菌0.3份。

优选地，所述腐殖质的pH为7.7，所述腐殖质中腐殖酸的含量在35%以上。

优选地，所述水合氧化铁通过氯化铁经过溶解、陈化、冷冻干燥后制备得到，所述水合氧化铁的pH为7.0。

优选地，所述硝酸改性生物炭的制备方法包括：

通过玉米秸秆在600℃下热解得到生物炭；然后将所述生物炭和浓硝酸按照质量体积比为1：10-15的比例混合，搅拌反应1-3h，得到所述硝酸改性生物炭。

优选地，所述腐殖质、所述水合氧化铁、所述硝酸改性生物炭、所述石灰和所述过氧化钙的粒径均小于2mm。

优选地，所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌的有效活菌数分别为500亿cfu/g、200亿cfu/g、100亿cfu/g和200亿cfu/g。

本发明通过甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物相互结合得到稻田甲烷排放抑制剂，其中甲烷抑制剂包括腐殖质和替硝唑，腐殖质能够抑制蛋白质酶、脂肪酶和纤维素酶的活性，从而导致消化水解效率降低，从而抑制甲烷的产生，替硝唑能够抑制产甲烷菌厌氧产甲烷的途径，土壤调理剂包括水合氧化铁、硝酸改性生物炭、石灰和过氧化钙，水合氧化铁能够作为电子受体，降低甲烷厌氧氧化过程中甲烷底物的浓度，经过硝酸改性后的生物炭含有丰富的含氧官能团，能够作为电子受体，与产甲烷菌争夺电子，抑制产甲烷菌的活性，而且硝酸改性活性炭含有较多孔隙，能够提升土壤的孔隙度和甲烷氧化菌的活性，石灰能够调节土壤酸碱度，并有助于降低土壤中甲烷产生菌的丰度，过氧化钙施入稻田后能够与水发生反应生成氧气，抑制甲烷产生菌的活性并增强甲烷氧化菌的活性，枯草芽孢杆菌能够降解稻田中的纤维素和木质素等，降解后的物质能够被水稻吸收利用，减少纤维素和木质素被产甲烷菌利用后产生甲烷，脱氮副球菌能够氧化氢气，减少氢气作为底物产生甲烷，乳酸菌为厌氧菌，酵母菌为兼性菌，两者均可在厌氧条件下将稻田中的有机物进行转化，其中，乳酸菌能够将有机物转换为乳酸，减少底物的同时，乳酸也能对产甲烷菌产生抑制作用，酵母菌在厌氧条件下发酵也能够抑制产甲烷菌的活性。本发明通过甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物菌剂的相互配合和相互促进，从多个维度对稻田甲烷产生进行抑制，且多个组分之间能够相互促进，产生协同作用，能够显著降低稻田中甲烷的排放，并实现了良好的可持续性，在保证水稻产量稳定的同时，抑制稻田甲烷的产生，实现水稻的低碳生产。

本发明还提供一种减少稻田甲烷排放方法，基于如上所述的稻田甲烷排放抑制剂实现，包括以下步骤：

步骤S1、将腐殖质和替硝唑按照比例混合，得到第一混合物；

步骤S2、将枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌加入复苏溶液中进行复苏，得到复苏菌液，然后向所述复苏菌液中加入硝酸改性活性炭孵育2-8h，得到孵育溶液；

步骤S3、将水合氧化铁、石灰和过氧化钙按照比例混合，得到第二混合物；

步骤S4、将所述第一混合物、所述第二混合物和所述孵育溶液混合，得到甲烷排放抑制剂；

步骤S5、在水稻秧苗移栽前，按照2800-3100kg/hm²的添加比例将所述甲烷排放抑制剂施入稻田中，然后进行水稻秧苗移栽。

优选地，所述步骤S2中，所述复苏溶液为添加了红糖和尿素的水溶液，所述复苏溶液中，所述红糖与所述复苏溶液的质量体积比为1.5-2.5%，所述尿素与所述复苏溶液的质量体积比为0.5-1.2%。

优选地，所述步骤S2中，将所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌加入所述复苏溶液中，其中，所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌的总量与所述复苏溶液的质量体积比为1-5%，复苏时间为4-6h，复苏温度为28-35℃。

本发明提供的减少稻田甲烷排放方法相对于现有技术的有益效果，与稻田甲烷排放抑制剂相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例中减少稻田甲烷排放方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供一种稻田甲烷排放抑制剂，包括甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物菌剂；

本发明实施例通过甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物相互结合得到稻田甲烷排放抑制剂，其中甲烷抑制剂包括腐殖质和替硝唑，腐殖质能够抑制蛋白质酶、脂肪酶和纤维素酶的活性，从而导致消化水解效率降低，从而抑制甲烷的产生，替硝唑能够抑制产甲烷菌厌氧产甲烷的途径，土壤调理剂包括水合氧化铁、硝酸改性生物炭、石灰和过氧化钙，水合氧化铁能够作为电子受体，降低甲烷厌氧氧化过程中甲烷底物的浓度，经过硝酸改性后的生物炭含有丰富的含氧官能团，能够作为电子受体，与产甲烷菌争夺电子，抑制产甲烷菌的活性，而且硝酸改性活性炭含有较多孔隙，能够提升土壤的孔隙度和甲烷氧化菌的活性，石灰能够调节土壤酸碱度，并有助于降低土壤中甲烷产生菌的丰度，过氧化钙施入稻田后能够与水发生反应生成氧气，抑制甲烷产生菌的活性并增强甲烷氧化菌的活性，枯草芽孢杆菌能够降解稻田中的纤维素和木质素等，降解后的物质能够被水稻吸收利用，减少纤维素和木质素被产甲烷菌利用后产生甲烷，脱氮副球菌能够氧化氢气，减少氢气作为底物产生甲烷，乳酸菌为厌氧菌，酵母菌为兼性菌，两者均可在厌氧条件下将稻田中的有机物进行转化，其中，乳酸菌能够将有机物转换为乳酸，减少底物的同时，乳酸也能对产甲烷菌产生抑制作用，酵母菌在厌氧条件下发酵也能够抑制产甲烷菌的活性。本发明实施例通过甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物菌剂的相互配合和相互促进，从多个维度对稻田甲烷产生进行抑制，且多个组分之间能够相互促进，产生协同作用，能够显著降低稻田中甲烷的排放，并实现了良好的可持续性，在保证水稻产量稳定的同时，抑制稻田甲烷的产生，实现水稻的低碳生产。

在一个实施例中，各组分的质量比为：所述腐殖质12份、所述替硝唑0.1份、所述水合氧化铁10份、所述硝酸改性生物炭13份、所述石灰8份、所述过氧化钙12份、所述枯草芽孢杆菌0.4份、所述脱氮副球菌0.2份、所述乳酸菌0.2份和所述酵母菌0.3份。

在一个实施例中，所述腐殖质的pH为7.7，所述腐殖质中腐殖酸含量在35%以上。

腐殖质的pH为7.7，能够改善土壤环境，且腐殖质不能被产甲烷菌直接利用，无法作为底物产生甲烷，在一定程度上能够抑制产甲烷菌的生长，而腐殖酸则能够抑制蛋白质酶、脂肪酶和纤维素酶的活性，使消化水解效率降低，进而抑制了甲烷的产生。

在一个实施例中，所述水合氧化铁通过氯化铁经过溶解、陈化、冷冻干燥后制备得到，所述水合氧化铁的pH为7.0。

水合氧化铁是一种弱晶质三价铁氧化物，其比表面积较大，容易被铁还原菌还原，能够作为电子受体，降低甲烷厌氧氧化过程中甲烷底物的浓度，有助于抑制甲烷的产生。将氯化铁经过溶解、陈化、冷冻干燥后即可制备得到水合氧化铁，制备工艺简单，且制得的水合氧化铁较为稳定。

在一个实施例中，所述硝酸改性生物炭的制备方法包括：通过玉米秸秆在600℃下热解得到生物炭；然后将所述生物炭和浓硝酸按照质量体积比为1：10-15的比例混合，搅拌反应1-3h，得到所述硝酸改性生物炭。所述硝酸改性生物炭中有机碳含量为145.2g/kg、全氮含量为4.6g/kg，容重为0.24g/cm³。

玉米秸秆成本较低，具有多孔结构，通过在600℃条件下热解得到生物炭，含有丰富的有机碳和全氮，且容重较低，能够提高稻田土壤的孔隙度，增加土壤的透气性，从而提高甲烷氧化菌的活性，此外，生物炭还能够吸附溶解性的有机碳等物质，减少产甲烷菌可以利用的底物，进而抑制甲烷的产生。生物炭经过硝酸改性后，其表面官能团被氧化为羰基、酮基和醛基等含氧官能团，能够作为电子受体，与产甲烷菌争夺电子，抑制产甲烷菌的活性。

为了提高与稻田土壤的混合均匀性，增大比表面积，提高效率，所述腐殖质、所述水合氧化铁、所述硝酸改性生物炭、所述石灰和所述过氧化钙的粒径均小于2mm。也就是说，腐殖质、水合氧化铁、硝酸改性生物炭、石灰和过氧化钙在复配之前经过2mm过筛处理，取筛下物进行复配。

在一个实施例中，所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌的有效活菌数分别为500亿cfu/g、200亿cfu/g、100亿cfu/g和200亿cfu/g。

枯草芽孢杆菌能够降解稻田中的纤维素和木质素等，降解后的物质能够被水稻吸收利用，减少纤维素和木质素被产甲烷菌利用后产生甲烷，脱氮副球菌能够氧化氢气，与产甲烷菌竞争氢气底物，乳酸菌为厌氧菌，酵母菌为兼性菌，两者均可在厌氧条件下将稻田中的有机物转换，其中，乳酸菌能够将有机物转换为乳酸，减少底物的同时，乳酸也能对产甲烷菌产生抑制作用，酵母菌在厌氧条件下发酵也能够抑制产甲烷菌的活性。微生物能够发挥其作用的重要因素在于保证其活力，本发明实施例中所使用的枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌均通过固态发酵法生产制得，固态发酵法生产的菌株虽然有效活菌数略少于液态发酵法，但其活力较为稳定，当枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌的有效活菌数分别为500亿cfu/g、200亿cfu/g、100亿cfu/g和200亿cfu/g时，容易在复配和施用后保持活力，在稻田土壤中定殖，从而发挥良好的效果。

本发明的另一实施例提供一种减少稻田甲烷排放方法，基于如上所述的稻田甲烷排放抑制剂实现，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S1中，替硝唑的添加量较少，先将其和腐殖质混合后，再与其它物质混合，有助于混合均匀，且减少其对微生物菌剂的危害。

步骤S2中，为了进一步提高枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌的活力和在稻田中的定殖能力，将其加入复苏溶液中复苏后，将其与硝酸改性活性炭共孵育，使其负载在硝酸改性活性炭的多孔结构中，其中，乳酸菌和酵母菌可以负载在硝酸改性活性炭的内部，而枯草芽孢杆菌和脱氮副球菌可以负载在硝酸改性活性炭的外部，枯草芽孢杆菌和脱氮副球菌消耗氧气，使硝酸改性活性炭内部形成厌氧环境，使乳酸菌和酵母菌保持活力，当将孵育溶液与其它物质复配并施入稻田后，能够快速适应环境并定殖。

在一个实施例中，步骤S2中，所述复苏溶液为添加了红糖和尿素的水溶液，所述复苏溶液中，所述红糖与所述复苏溶液的质量体积比为1.5-2.5%，所述尿素与所述复苏溶液的质量体积比为0.5-1.2%。

复苏溶液中红糖能够作为碳源，尿素能够作为氮源，为菌株提供营养，且复苏过程中未消耗的养分能够为菌株的定殖提供帮助。

在一个实施例中，步骤S2中，将所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌加入所述复苏溶液中，其中，所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌的总量与所述复苏溶液的质量体积比为1-5%，复苏时间为4-6h，复苏温度为28-35℃。接种量过高容易导致复苏效果较差，接种量过低容易导致菌含量较低，效果较差，将枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌的接种量控制在与所述复苏溶液的质量体积比为1-5%，既能够达到较好的复苏效果，且孵育溶液中菌含量较高，容易发挥更好的效果。接种菌剂的最佳生长温度均在30℃作用，将复苏温度控制在28-35℃有利于菌剂的复苏，将复苏时间控制在4-6h，此时，菌剂已进入对数生长期，活力较强，更加容易在稻田中定殖。

步骤S3中，将水合氧化铁、石灰和过氧化钙按照比例混合，得到第二混合物。也就是说，将土壤调理剂中除了硝酸改性活性炭之外的其它物质混合形成第二混合物。

步骤S4中，在施入稻田之前，将第一混合物、第二混合物和孵育溶液混合，即可得到满足要求的甲烷排放抑制剂。

步骤S5中，在水稻秧苗移栽前，将上述甲烷排放抑制剂加入稻田中，此时稻田尚未进行淹水，加入甲烷排放抑制剂后，将其与稻田中表层土壤（深度为20-40cm）混合均匀，甲烷排放抑制剂的添加量为2800-3100kg/hm²。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照制造厂商所建议的条件。

实施例1

本实施例中稻田甲烷排放抑制剂的各组分的质量比为：腐殖质12份、替硝唑0.1份、水合氧化铁10份、硝酸改性生物炭13份、石灰8份、过氧化钙12份、枯草芽孢杆菌0.4份、脱氮副球菌0.2份、乳酸菌0.2份和酵母菌0.3份。

其中，腐殖质的pH为7.7，腐殖质中腐殖酸含量为40%；水合氧化铁通过氯化铁经过溶解、陈化、冷冻干燥后制备得到，水合氧化铁的pH为7.0；硝酸改性生物炭，首先通过玉米秸秆在600℃下热解得到生物炭，然后将生物炭与60%的浓硝酸按照1：12的比例混合，反应2h得到硝酸改性生物炭，硝酸改性的有机碳含量为145.2g/kg、全氮含量为4.6g/kg，容重为0.24g/cm³；腐殖质、水合氧化铁、硝酸改性生物炭、石灰和过氧化钙的粒径均小于2mm。

1.1、将腐殖质和替硝唑按照比例混合，得到第一混合物；

1.2、将枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌接种至复苏溶液中，其中，枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌的总量与复苏溶液的质量体积比为3%，在30℃条件下，复苏5h，得到复苏菌液，然后向所述复苏菌液中加入硝酸改性活性炭孵育5h，得到孵育溶液；其中，复苏溶液中，红糖与复苏溶液的质量体积比为2%，尿素与复苏溶液的质量体积比为0.8%；

1.3、将水合氧化铁、石灰和过氧化钙按照比例混合，得到第二混合物；

1.4、将所述第一混合物、所述第二混合物和所述孵育溶液混合，得到甲烷排放抑制剂；

1.5、在水稻秧苗移栽前，按照3000kg/hm²的添加比例将所述甲烷排放抑制剂施入稻田中，与稻田表层40cm的土壤混合均匀，然后进行水稻秧苗移栽。

实施例2

本实施例中稻田甲烷排放抑制剂的各组分的质量比为：腐殖质10份、替硝唑0.12份、水合氧化铁8份、硝酸改性生物炭15份、石灰5份、过氧化钙15份、枯草芽孢杆菌0.2份、脱氮副球菌0.3份、乳酸菌0.1份和酵母菌0.4份。

其中，腐殖质的pH为7.7，腐殖质中腐殖酸含量为35%；水合氧化铁通过氯化铁经过溶解、陈化、冷冻干燥后制备得到，水合氧化铁的pH为7.0；硝酸改性生物炭，首先通过玉米秸秆在600℃下热解得到生物炭，然后将生物炭与60%的浓硝酸按照1：10的比例混合，反应1h得到硝酸改性生物炭，硝酸改性的有机碳含量为145.2g/kg、全氮含量为4.6g/kg，容重为0.24g/cm³；腐殖质、水合氧化铁、硝酸改性生物炭、石灰和过氧化钙的粒径均小于2mm。

2.1、将腐殖质和替硝唑按照比例混合，得到第一混合物；

2.2、将枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌接种至复苏溶液中，其中，枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌的总量与复苏溶液的质量体积比为3%，在28℃条件下，复苏6h，得到复苏菌液，然后向所述复苏菌液中加入硝酸改性活性炭孵育3h，得到孵育溶液；其中，复苏溶液中，红糖与复苏溶液的质量体积比为1.5%，尿素与复苏溶液的质量体积比为1.2%；

2.3、将水合氧化铁、石灰和过氧化钙按照比例混合，得到第二混合物；

2.4、将所述第一混合物、所述第二混合物和所述孵育溶液混合，得到甲烷排放抑制剂；

2.5、在水稻秧苗移栽前，按照2800kg/hm²的添加比例将所述甲烷排放抑制剂施入稻田中，与稻田表层40cm的土壤混合均匀，然后进行水稻秧苗移栽。

实施例3

本实施例中稻田甲烷排放抑制剂的各组分的质量比为：腐殖质15份、替硝唑0.05份、水合氧化铁12份、硝酸改性生物炭10份、石灰5份、过氧化钙15份、枯草芽孢杆菌0.2份、脱氮副球菌0.3份、乳酸菌0.1份和酵母菌0.4份。

其中，腐殖质的pH为7.7，腐殖质中腐殖酸含量为35%；水合氧化铁通过氯化铁经过溶解、陈化、冷冻干燥后制备得到，水合氧化铁的pH为7.0；硝酸改性生物炭，首先通过玉米秸秆在600℃下热解得到生物炭，然后将生物炭与60%的浓硝酸按照1：15的比例混合，反应3h得到硝酸改性生物炭，硝酸改性的有机碳含量为145.2g/kg、全氮含量为4.6g/kg，容重为0.24g/cm³；腐殖质、水合氧化铁、硝酸改性生物炭、石灰和过氧化钙的粒径均小于2mm。

3.1、将腐殖质和替硝唑按照比例混合，得到第一混合物；

3.2、将枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌接种至复苏溶液中，其中，枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌的总量与复苏溶液的质量体积比为3%，在28℃条件下，复苏4h，得到复苏菌液，然后向所述复苏菌液中加入硝酸改性活性炭孵育8h，得到孵育溶液；其中，复苏溶液中，红糖与复苏溶液的质量体积比为2.5%，尿素与复苏溶液的质量体积比为0.5%；

3.3、将水合氧化铁、石灰和过氧化钙按照比例混合，得到第二混合物；

3.4、将所述第一混合物、所述第二混合物和所述孵育溶液混合，得到甲烷排放抑制剂；

3.5、在水稻秧苗移栽前，按照3100kg/hm²的添加比例将所述甲烷排放抑制剂施入稻田中，与稻田表层40cm的土壤混合均匀，然后进行水稻秧苗移栽。

对比例1

本对比例中稻田甲烷排放抑制剂中不包括枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、乳酸菌和酵母菌，其余条件与实施例1一致。

对比例2

本对比例中稻田甲烷排放抑制剂不包括腐殖质，其余条件与实施例1一致。

对比例3

本对比例中稻田甲烷排放抑制剂中将硝酸改性生物炭替换为未经改性的生物炭，其余条件与实施例1一致。

对比例4

本对比例中稻田甲烷排放抑制剂将替硝唑替换为等量的氯仿，其余条件与实施例1一致。

对比例5

本对比例中稻田甲烷排放抑制剂中各组分的质量比为：腐殖质8份、替硝唑0.15份、水合氧化铁10份、硝酸改性生物炭12份、石灰8份、过氧化钙18份、枯草芽孢杆菌0.3份、脱氮副球菌0.2份、乳酸菌0.2份和酵母菌0.3份，其余条件与实施例1一致。

对比例6

本对比例中稻田甲烷排放抑制剂中不包括脱氮副球菌，其余条件与实施例1一致。

实验例1

选取黑龙江省黑土区围垦稻田进行小区实验，每个小区面积为10m²，相邻小区之间通过PVC板相隔，在水稻秧苗移栽前，在每个小区中分别施入3000g实施例1、对比例1-6中制得的稻田甲烷排放抑制剂，并设置无外源添加剂的空白对照，处理组和对照组均设置3个重复。各处理肥料用量均为磷酸二铵13kg/hm²，氯化钾120kg/hm²，尿素210kg/hm²，其中，40%氮肥、全部磷肥和50%钾肥作为底肥，在耙地之前施入，30%氮肥作为蘖肥，30%氮肥和30%钾肥作为穗肥。水稻生长过程中水分管理，在水稻拔节期之前实行淹水管理，在拔节期之后实行排干处理。

在水稻秧苗移栽后的第1天开始采集气样，随后每间隔8天采集一次，待水稻收获后停止采集，气样采集采用静态箱法，然后通过气相色谱法对不同处理下甲烷排放量进行测定。测定结果如表1所示：

表1 不同处理稻田土壤甲烷排放量（mg·g·d^-1）

处理	1d	9d	17d	25d	33d	41d	49d	57d	65d	73d	81d
												对比例1	6.2	14.4	9.7	8.5	1.2	1.4	1.1	1.2	1.0	1.0	0.6
对比例2	4.8	13.1	8.5	8.4	1.0	1.2	1.0	1.1	1.0	1.0	0.4
												对比例3	4.2	12.8	8.5	8.3	1.4	1.3	1.2	1.1	1.0	0.8	0.5
对比例4	4.1	11.9	8.1	7.8	1.3	1.2	1.0	1.1	1.0	1.0	0.4
												对比例5	3.8	10.8	7.9	7.5	1.4	1.2	1.1	1.2	1.0	1.0	0.4
对比例6	3.3	11.5	8.5	8.1	1.1	1.1	1.0	1.1	0.8	0.9	0.4
												实施例1	2.4	10.5	8.2	8.1	0.9	1.0	0.9	0.8	0.7	0.7	0.2
对照	13.7	17.6	18.2	12.6	1.4	1.8	1.2	1.6	1.3	1.2	0.7

从表1中可以看出，相对于对照组，施入对比例1-6和实施例1制得的稻田甲烷排放抑制剂后，稻田甲烷排放量均有所降低，其中，采用实施例1制得的稻田甲烷排放抑制剂的处理，甲烷排放量相对于对照组和对比例1-6处理显著降低，且能够持续发挥作用，而对比例1-6中，改变了甲烷减排抑制剂的组分或含量之后，效果均有所降低，说明本发明实施例通过甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物菌剂混合及配比制得的稻田甲烷排放抑制剂具有良好的效果，并能够持续较长的时间，发挥了预料不到的技术效果。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种稻田甲烷排放抑制剂，其特征在于，包括甲烷抑制剂、土壤调理剂和微生物菌剂；

2.根据权利要求1所述的稻田甲烷排放抑制剂，其特征在于，各组分的质量比为：所述腐殖质12份、所述替硝唑0.1份、所述水合氧化铁10份、所述硝酸改性生物炭13份、所述石灰8份、所述过氧化钙12份、所述枯草芽孢杆菌0.4份、所述脱氮副球菌0.2份、所述乳酸菌0.2份和所述酵母菌0.3份。

3.根据权利要求1所述的稻田甲烷排放抑制剂，其特征在于，所述腐殖质的pH为7.7，所述腐殖质中腐殖酸的含量在35%以上。

4.根据权利要求1所述的稻田甲烷排放抑制剂，其特征在于，所述水合氧化铁通过氯化铁经过溶解、陈化、冷冻干燥后制备得到，所述水合氧化铁的pH为7.0。

5.根据权利要求1所述的稻田甲烷排放抑制剂，其特征在于，所述硝酸改性生物炭的制备方法包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的稻田甲烷排放抑制剂，其特征在于，所述腐殖质、所述水合氧化铁、所述硝酸改性生物炭、所述石灰和所述过氧化钙的粒径均小于2mm。

7.根据权利要求1所述的稻田甲烷排放抑制剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌的有效活菌数分别为500亿cfu/g、200亿cfu/g、100亿cfu/g和200亿cfu/g。

8.一种减少稻田甲烷排放方法，基于如权利要求1-7任一项所述的稻田甲烷排放抑制剂实现，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的减少稻田甲烷排放方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述复苏溶液为添加了红糖和尿素的水溶液，所述复苏溶液中，所述红糖与所述复苏溶液的质量体积比为1.5-2.5%，所述尿素与所述复苏溶液的质量体积比为0.5-1.2%。

10.根据权利要求9所述的减少稻田甲烷排放方法，其特征在于，所述步骤S2中，将所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌加入所述复苏溶液中，其中，所述枯草芽孢杆菌、所述脱氮副球菌、所述乳酸菌和所述酵母菌的总量与所述复苏溶液的质量体积比为1-5%，复苏时间为4-6h，复苏温度为28-35℃。