生物炭对退化蔬菜地土壤及其修复过程中N2O产排的影响.PDFVIP

第53卷第3期 土? 壤? 学? 报 Vol. 53，No. 3 2016 年 5 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA May，2016 DOI：10.11766/trxb201509170443 生物炭对退化蔬菜地土壤及其修复过程中 * N2O产排的影响 王　军1，2　施　雨1　李子媛1　韩　成1　谢祖彬3　钟文辉1? （1 江苏省物质循环与污染控制重点实验室，南京师范大学，南京　210023） （2 山东省水土保持与环境保育重点实验室，山东临沂　276000） （3 中国科学院南京土壤研究所，南京　210008） 摘　要　　高氮投入的设施蔬菜地土壤易发生次生盐渍化、酸化、板结化等土壤退化现象，也 会引起地下水污染、N2O大量排放等环境后果，严重影响了蔬菜农业的可持续发展。强还原土壤灭菌 （reductive soil disinfestation，RSD）作为新兴的退化设施蔬菜地土壤修复方法，能够有效缓解土壤退 化，但也导致N2O大量排放。本研究选用生物炭作为调节剂，评估不同生物炭施加量对退化设施蔬菜 地土壤及其强还原修复过程中N2O排放的影响，并测定反硝化功能基因（一氧化氮还原酶基因norB和 氧化亚氮还原酶基因nosZ）丰度来反映反硝化微生物活性。结果显示：RSD法显著降低了土壤硝酸盐 含量、提高了土壤pH，缓解了土壤退化，但其N2O累计排放量是非修复土壤的950倍以上；施加生物炭 具有减排效果，其中施加5%的生物炭显著降低了退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复过程中的N2O排 放，其减排量分别为68.7%和16.0%；Pearson相关分析显示，非强还原修复过程和强还原修复过程中土 - 壤N2O排放速率均与pH显著负相关，而在强还原修复过程中土壤N2O排放速率还与NO3 -N含量显著正相 关；施加??物炭显著改变了土壤norB和nosZ基因，线性回归分析表明，非强还原修复过程和强还原修 复过程中土壤N2O排放的微生物机理不同，前者显著受nosZ基因丰度影响，而后者显著受norB基因丰 度影响。在退化设施蔬菜地土壤中施加5%生物炭可有效减低退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复过程 中的N2O排放。 关键词　　N2O排放；生物炭；退化设施蔬菜地；土壤修复；环境效应；反硝化微生物 中图分类号　　S154　　　文献标识码　　A 设施蔬菜地生产因其集约化程度高、复种指 化成硝酸盐，设施蔬菜地大量氮肥的施加导致硝酸 数高、单位产量高、经济效益高、受季节影响小等优 盐大量积累，可导致地下水严重污染、氧化亚氮 点，在我国的种植面积持续扩大，2011年种植面积达 （N2O）大量排放等，既造成氮素流失，也给环境 ［2，4］ 到2.