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DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)是一种新型高效的硝化抑制剂,研究其抑制机理、不同土壤类型和重金属污染土壤上的抑制效果,对于指导农业生产实践和环境保护具有重要意义。该文采用盆栽和培养试验系统研究了DMPP抑制硝化作用的生物学机理,施加DMPP对江西红壤、杨凌塿土土壤氮素转化、小麦生长和产量的影响。从土壤酶活性、微生物种群变化、生物学效应等角度研究DMPP了硝化抑制机理。得到以下主要结论:1.硝化抑制剂DMPP对石灰性土壤中氨氧化作用具有较强的抑制作用,能显著抑制土壤中亚硝态氮的累积。不同浓度DMPP处理间氨氧化速率差异不显著,推荐石灰性土壤中DMPP用量为施氮量的0.5%。2.施加DMPP能够显著抑制土壤氨氧化细菌(AOB)的种群数量,而对亚硝酸氧化菌(NOB)没有影响。DMPP能够显著抑制土壤的脲酶和硝酸还原酶(NaR)活性;低浓度(≤1%)的DMPP对于羟胺氧化还原酶(HAO)活性无影响。因此,DMPP是通过抑制AOB的种群数量,从而抑制铵态氮到羟胺的转化过程,而并非抑制了羟胺到亚硝态氮的氧化过程。3.杨凌塿土和江西红壤中施加DMPP,能够显著抑制土壤硝酸还原酶(NaR)活性,增加铵态氮含量。两种土壤中施加DMPP均能够抑制细菌群落的代谢活性和物种多样性;塿土脲酶活性显著下降,而红壤的脲酶活性无显著变化。反映在生物学效应上,塿土中施加DMPP能够显著增加小麦苗期和拔节期生物量及千粒重,但对小麦产量及籽粒的氮、磷含量无影响。红壤中施加DMPP能够增加小麦产量和千粒重,提高籽粒中的氮、磷含量,对于籽粒中钾含量没有显著影响。4.土壤Cr污染能降低土壤细菌群落总的代谢活性,增加细菌群落多样性指数(Shannon指数),显著提高土壤NaR活性,降低了脲酶活性,从而导致土壤硝态氮含量增加,对硝化过程有促进作用。Cr对小麦的产量、籽粒中氮和钾含量无影响;但却提高了小麦CAT活性、MDA含量。土壤Cd污染能降低土壤脲酶活性,对土壤NaR活性进而对硝化作用无影响,反映在生物学效应上,Cd能显著减少籽粒的千粒重,提高籽粒中磷的含量,对小麦的产量、籽粒的氮和钾含量等无显著影响。5. DMPP与Cr交互作用下细菌群落多样性及土壤硝态氮含量低于Cr单独作用而高于单一DMPP处理,说明Cr能削弱DMPP的硝化抑制作用。Cd对DMPP的硝化抑制作用无影响,但Cd胁迫下DMPP对于土壤微生物多样性的抑制作用更加显著。施加DMPP能够显著降低小麦对重金属Cr和Cd的转运系数,且增加了根部对于重金属Cr和Cd的富集。6.外源施加Cr(III)和Cr(VI)均能显著提高土壤铵态氮含量,且其随外源Cr浓度的增加而增大。Cr(III)在浓度为50~225mg·kg-1范围内在培养前期能够促进硝化作用,且在150mg·kg-1时促进作用最大,高于此浓度的促进作用不明显。但Cr(VI)处理均抑制土壤硝化作用,且抑制作用随Cr(VI)浓度的增加而增大。