高氮和NO2-对中亚热带森林土壤N2O和NO产生的影响.pdfVIP

第50卷第1期 土 壤 学 报 V01．50，NO．1 3 2013年1月 ACTAPEDOLOGICASINICA Jan．．201 O和NO 高氮和NO三对中亚热带森林土壤N2 产生的影响母 陈仕东1’2 马红亮12高 人1’2+ 闫聪微1，2 尹云锋1’2杨玉盛1’2 (1湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室，福州350007) (2福建师范大学地理科学学院，福州350007) 摘 要 利用”N同位素标记方法，研究在两种水分条件即60％和90％WHC下，添加硝酸盐(NH。NO，， N300 l mg mgkg“)和亚硝酸盐(NaNO：，Nkg。1)对中亚热带天然森林土壤N：O和NO产生过程及途径的影 响。结果表明，在含水量为60％WHC的情况下，高氮输入显著抑制了N：0和NO的产生(p0，01)；但当含 水量增为90％WHC后，实验9h内抑制N，O产生，之后转为促进。所有未灭菌处理在添加NOj后高氮抑制均 立即解除并大量产生N，O和NO，与对照成显著差异(P0．01)，在60％WHC条件下，这种情况维持时间较 短(21h)，但如果含水量高(90％WHC)这种情况会持续很长时间(2周以上)，说明水分有效性的提高和外源 NO；在高氮抑制解除中起到重要作用。本实验中N：O主要来源于土壤反硝化过程，而且加入未标记N02-后 导致杂合的N，O(“N”NO)分子在实验21h内迅速增加，表明这种森林土壤的反硝化过程可能主要是通过真 菌的“共脱氮”来实现，其贡献率可多达80％以上。Spearman秩相关分析表明未灭菌土壤NO的产生速率与 N，O产生速率成显著正相关性(P0．05)，土壤含水量越低二者相关性越高。灭菌土壤添加NO；能较未灭菌 土壤产生更多的NO，但却几乎不产生N，O，表明酸性土壤的化学反硝化对NO的贡献要大于N：O。 关键词 N，O；NO；”N；氮沉降；真菌；共脱氮 中圈分类号 s154．1 文献标识码 A 很多年以来，土壤中的一些专性原核细菌的硝 胺、水杨酰异羟肟酸等¨2。。许多典型的菌类和催化 化和反硝化过程被认为是大气氧化亚氮(N，O)和一酶已经被成功分离、提纯出来，表明这些微生物过 氧化氮(NO)的主要来源¨。o。反硝化过程中一些程并不是特例，分布也比想象中要广得多∞’”1。这 异养反硝化细菌(如Pseudomonassp．)能在厌氧或 些新的发现可能导致原来通过研究原核细菌的硝 化和反硝化过程得出的N：O和NO产生的机理、模 兼性厌氧的条件下还原N0；或NO；或N：，NO和 N：O是该过程的中间产物1；硝化过程中一些化能 型、源}[估算出现很大问题，采取的减缓N：0和NO 自养氨氧化细菌AOB(如Nitrosomonassp．)能在好 产生的措施的效果可能需要重新评估。因为真核 微生物的代谢过程与原核微生物是很不同的，外部 氧的条件下氧化羟胺(NH：OH)为NO；，该反应生成 的中间产物HNO很不稳定，能继续分解产生NO和的影响因素(比如温度、0，分压、含水量、pH)也非常 N：0。4。。然而最近的研究表明，实际过程远比想像 不同‘“1。 中的复杂，除了原核微生物外还发现一些真核微生 亚热带森林土壤往往高度风化、脱硅、富铁铝， 物(如真菌)也能参与土壤的硝化和反硝化过程”1。 呈现出很强的酸性。1。”1。目前这种特殊条件下的 此外很多新奇的氮循环比如厌氧氨氧化¨1、硝化细 土壤微