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植物生长代谢过程中氮素作为必需营养元素,对农作物的产量及品质具有十分重要的作用,但土壤中氮素除被作物吸收利用外,还会因挥发、淋溶、反硝化等过程而流失,导致氮肥利用率很低。土壤硝化作用作为影响作物种植和农业面源污染的重要氮素代谢过程,肥料配施硝化抑制剂可以有效抑制土壤硝化作用,从而提高氮肥利用率。常规抑制剂主要是通过抑制氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的活性达到抑制效果,本研究采用了具有抑制氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)和完全氨氧化细菌(complete ammonia-oxidizing bacteria,comammox)纯菌活性的一氧化氮清除剂(Carboxy-PTIO,PTIO)和氯酸钠(NaClO3)开展土壤诱导实验。通过恒温孵育试验,利用15N稳定性同位素示踪技术,以纯氮用量4%的双氰胺(Dicyandiamide,DCD)作为对照组,研究相同用量下PTIO和NaClO3的硝化作用抑制效果及其对肥料氮转化的影响,以期为发展氮肥高效利用新技术提供新的靶标,也为进一步深入研究三大类土壤氨氧化微生物的生态位提供重要的参考。主要的研究结果如下:(1)尿素在施入长期不施用氮肥(N0P2K2)和长期施用氮肥(N2P2K2)两种土壤后28天内全部转化为硝态氮(NO3--N),且配施DCD和NaClO3均能延缓两种土壤中铵态氮(NH4+-N)向硝态氮的转化,其抑制效果表现为DCD>NaClO3。配施PTIO仅在N2P2K2土壤的培养前7天抑制了土壤中NH4+-N的转化。(2)在培养第7天,N2P2K2土壤所有施氮处理中来源于尿素的矿质态氮百分数(Mineral-15N Ndff%)达到最高值,为90.88%~103.07%。与单施尿素处理相比,DCD显著抑制了N0P2K2和N2P2K2土壤中肥料氮向NO3--N的转化,降低了来源于尿素的硝态氮百分数(NO3--15N Ndff%)11.53和47.79个百分点;NaClO3仅显著抑制了N2P2K2土壤中肥料氮向NO3--N的转化,其NO3--15N Ndff%降低了17.31个百分点;在两种土壤中PTIO对肥料氮向NO3--N的转化均无显著影响。(3)与单施尿素处理相比,配施DCD处理在N0P2K2和N2P2K2两种土壤中均能显著降低培养28内N2O排放总量,降幅分别为78.9%和95.4%。配施NaClO3和PTIO处理在两种土壤中对土壤N2O排放影响不同,在N0P2K2土壤中,NaClO3降低了土壤N2O排放总量,降幅为7.7%,PTIO显著促进了N2O排放,增幅为59.5%;在N2P2K2土壤中,PTIO降低了N2O累积排放量,降幅为3.2%,NaClO3显著促进了N2O排放,增幅为46.4%。PTIO、DCD和NaClO3在两种土壤中培养的第7天均显著抑制了来源于尿素的N2O排放(15N2O Ndff%)。(4)与单施尿素处理相比,DCD和NaClO3在两种土壤中均会抑制土壤潜在氨氧化速率,但抑制时间不同。在N0P2K2土壤中,DCD在培养第5~14天抑制土壤潜在氨氧化速率,NaClO3在培养第7~21天抑制土壤潜在氨氧化速率;在N2P2K2土壤中,DCD在培养第3~14天抑制土壤潜在氨氧化速率,NaClO3在培养第3、7、14天抑制土壤潜在氨氧化速率。PTIO仅在N0P2K2土壤中培养的第3天和第7天抑制土壤潜在氨氧化速率。(5)DCD和NaClO3在两种土壤中均会抑制土壤硝化作用,且DCD的抑制效果优于NaClO3。DCD和NaClO3在N0P2K2土壤中的培养前28天均显著抑制土壤硝化作用,硝化抑制率分别为5.18%~34.58%和9.36%~26.61%;在N2P2K2土壤中,DCD和NaClO3在培养前21天抑制土壤硝化作用,硝化抑制率分别为7.30%~50.23%和7.04%~15.64%。PTIO仅在N2P2K2土壤中的培养第7天和第21天对土壤硝化有微弱的抑制作用,抑制率分别为2.39%和1.94%。综上,尿素在N2P2K2土壤中的转化速率较快,DCD在两种土壤中均表现出显著的硝化抑制作用。NaClO3也可抑制土壤从NH4+-N向NO3--N转化,但对土壤N2O排放抑制效果不明显。PTIO仅在长期施用氮肥土壤的培养前7天抑制硝化作用,对土壤N2O排放抑制效果不显著。因此,将PTIO和NaClO3作为土壤中的新型硝化抑制剂还需进一步考量。