硝化和反硝化作用对农田土壤N-%2c2-O排放的贡献.pdfVIP

硝化与反硝化作用对农匿土壤 N20排放的贡献 微生物学专业硕士研究生：林存刚 指导教爨：陈矗成教授 徐慧研究员(中国科学院) 摘要 土壤是垒球最主要的氧化贬氮(N20)排敞源。硝化和反硝化作用是土壤中N20生成的两个最主要 的微生物过程，好氧的硝化作用与厌氧的反硝化作用对N20的产生量的贡献是有极大的麓别；影响 农疆±壤N20撵援驰羁素主囊有±壤承分状凝、±壤湿度、Nl蕾+．N秘N03jN令量、士壤糍掇葳、± 壤pH等，区：给N20的鞘纯和反硝化捧翊来源，和理解环境鞠予改变如何影嗨N20排蔽，对凇确估算和 预测土壤N20摊放通量非常黧臻。 本文主要以早田土壤为研究对象，运用己炔和氧气抑制技术(低浓度舀炔抑制自养硝化作用， 缝氧热铡反糍缘幸摹爰)，疆炎务势不圜类登±壤孛麴磷纯秘菠麓纯捧溺N静产生过程，熬及各耱不 同因素对N20产生进程的影响。 本试验主蒙由两部分组成：5个观测站点农田土壤N20的季节性排放试验；硝化和殿硝化N20 产生过程的因索控制试验(因素包括温度、含水量、速效氮、外源磷氮比和外源有机质)。第一部 分主要楚耱采囊三窆￡、浇粥、瓣立、盐亭秘溪罄纛令站熹戆圭壤襻瑟透露斑内主壤培莠蜜验，褥窭 接近于田间土壤状况的条件下的硝化和反硝他N20排放速举、硝化和反硝化作用对N舶排放的贡 献率和硝化和反硝化N20转化率季节波动状况及其与影响因素的关系：第二部分主耍是将采自江都 站点的土壤榉赫进行室内不阉因素条件下的±壤培养实骏，褥出各神因予条件下的硝化和反硝亿 K20攘敷速鼙、硝铯彝爱磷纯爨簸率窝N20转纯率滏及各耱影璃霞子对璃{{：{筝霜臻反磷纯终爱N20 转化率的影响函数。 试验所得结果和结论如“F： 在5个瓣测蛄点农匪±壤}电。捧敦静攀节性试验学，《§纯捧嗣是警翻±壤N20的主要辨捧藏 源，硝纯N静捧救速率大予投磴亿N20撵放速率，稽纯N20贡献率大予爱硝诧N固贡献率。由于 排放速率困受各种因素的综含影响，而呈现不同的特点和波动规律。三江站土壤夏初排敞滤率最高， 以硝化作用为主要N20源；沈阳站夏初排放速率亦较大，程冬季，因温度低和宙水量小，反硝化作 翅反瑟成为童要N20澡。羹娃站±壤{{}敷蕊爨不蔫，在爱被焉隶较多±壤禽水量较楚封，反硝键作 用超过硝他律爝成为N20静盘簧源。盏亭辩礴佬作用为N20主要排教源，冬初对硝讫翔葳硝他N20 排放速率相当。江都站水早轮作，产生较大的硝化和反硝化N20排放速率。 硝化N20的转化率和魇硝化N20的转化率受土壤含水辍、铵氮和{《氯含攥=等的影响。三江站 ±壤薅毒{二酶O豹转纯辜秽爱秘键N20转纯攀与±壤含承爨、铰氮窝硝氮禽囊之淹誊不照蔫穗关； 沈阳站十壤度硝化N徊转化率与铵氮含量警显著的对数负相关关系；封晟站土壤反硝化N20转纯 率与硝氮含登璺极显著的指数负相关关系；盐亭站十壤硝化N20转化率与禽水量呈显著的平方相关 { 两南大学硕士学位论文 摘要 关系，硝化N20转化率与铵氮含量呈极显著的倒数相关关系。综合考虑五个站点，硝化N：O转化 率与五个站点土壤铵氮含量呈显著的倒数负相关关系(包括江都站旱作)；反硝化N20转化率与五 个站点土壤含水量吊显著的复合型负相关关系(包括江都站水旱轮作)。 温度影响硝化和反硝化微生物的活性。4—33℃范围内，随着温度的增加，硝化N20排放速率和 硝化N20转化率也一直在增加，达到40C时，排放速率和转化率又会下降。而反硝化N20转化率 和反硝化N20排放速率在4．--40C范围内一直增加。尽管如此，但在温度变化影响下，硝化和反硝 化N20排放贡献则基本维持恒定。统计显示，反硝化N20转化率与温度T(℃)之间呈极显著的生 长函数型正相关关系{在4~33℃范围内，硝化N20转化率与温度T(℃)之间呈极显著的生长函 数型正相关关系。 著的指数函数型止相关关系。在10*／一80％wfps的含水量范围内，硝化和反硝化N20转化率与土壤 全厌氧环境下，硝化作用可以忽略。 添加铵氮能促进硝化和反硝化作用的N20排放。在¨100m眺g铵氮添加量范围内硝化N：O排 放速率是一直增加的，当NH4+浓度继