论文部分内容阅读
近年来受到广泛关注的温室气体氧化亚氮(N2O)的重要减排手段之一是使用硝化抑制剂，其作用效果受环境因子及土壤理化性质的影响，在不同土壤中不同硝化抑制剂对N2O排放影响存在差异。本文主要以沈阳草甸棕壤、运城褐土和美国明尼苏达州粉砂壤土为研究对象进行室内培养试验，比较了在2种硝化抑制剂双氰胺(DCD)和3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)的影响下，这3种施尿素土壤的N2O排放、速效氮含量、硝化作用潜势、硝化与反硝化功能基因丰度及氨氧化细菌群落结构等方面的差异，得到以下主要结论:
1)对DCD与DMPP影响下的草甸棕壤、褐土和粉砂壤土的N2O通量的监测结果显示:在草甸棕壤中，2种含水量下DCD与DMPP均能显著抑制N20的排放，DMPP的减排效果比DCD略好;褐土中N2O排放强度最大，2种抑制剂在不同含水量下抑制效果有显著差异，DMPP在2种含水量下均有很好的抑制效果，DCD在低含水量下有效，而在高含水量下效果极差;粉砂壤土中N2O排放量对硝化抑制剂的响应情况与褐土相近，DMPP减排效果更优。
2)对DCD与DMPP影响下的草甸棕壤和褐土的速效氮含量和硝化作用潜势的测定结果显示:草甸棕壤中，2种抑制剂均对速效氮含量变化无显著影响，DCD对硝化潜势的抑制效果始终较好，DMPP在第2天的抑制效果略好于DCD，而第9天在高含水量下则没有显著抑制效果;褐土中2种抑制剂差异显著，DMPP有效抑制了速效氮含量的变化，起到缓释氮肥的作用，而DCD仅在施入初期有短暂抑制效果，很快失效;另外，DMPP极大程度地抑制了褐土的硝化潜势，DCD在低含水量下可抑制硝化作用潜势，而在高含水量下无效。
3)对DCD与DMPP影响下的草甸棕壤和褐土中amoA、ArchaealamoA和nirS基因的定量分析结果显示:施入尿素后的高氮环境明显促进了2种土壤中氨氧化细菌(AOB)的生长，而对氨氧化古菌(AOA)影响很小;DMPP对2种土壤AOB生长的抑制效果均较好，DCD对草甸棕壤AOB的抑制效果较好，对褐土影响不显著;而2种土壤中ArchaealamoA和nirS基因拷贝数的处理间差异不显著，表明2种抑制剂对AOA和反硝化菌影响不显著;硝化抑制剂抑制了土壤中施入尿素所造成的AOAamoA/AOBamoA的下降，表明其对AOB生长的抑制效果大于对AOA的抑制效果。另外，对AOB的PCR-DGGE结果显示，DMPP对AOB群落结构有影响而DCD对其影响不明显。
4)相关性分析结果显示:AOB数量与N2O排放、速效氮含量及硝化潜势均呈显著相关关系(P＜0.01)，而AOA的数量也与上述指标呈现出一定相关性(P＜0.05)。这说明，在草甸棕壤和褐土中，尽管AOA在数量上占优势，但是AOB在硝化过程中起更重要作用。