设施菜田土壤pH和初始C/NO3-对反硝化产物比的影响

• 作者: 刘骕 宋贺 曹文超 王敬国 郭景恒 陈吉吉
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 关键词: 反硝化 pH C/NO3- N2O 日光温室
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 页码范围: 1249-1257
• 页数: 9页
• 字数: 6709字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.17065

摘要

[目的]设施菜田土壤反硝化作用是N2O排放和氮素损失的重要途径.本研究通过室内厌氧培养试验,在不同pH和初始C/NO3-条件下,比较设施菜田土壤反硝化氮素气体排放及产物比的变化特征.[方法]以设施菜田土壤为研究对象,通过添加一定量低浓度的酸碱溶液调节土壤pH分别为酸性、中性和碱性条件,调节后的实测pH分别为5.63、6.65和7.83;同时以谷氨酸钠作为有效性碳,除未添加有效性碳作为对照处理(CK)外,其他有效性碳与硝酸盐(C/NO3-)的比值分别调节为5:1、15:1和30:1,三种pH条件下均设置4个C/NO3-水平,每个水平3次重复.利用自动连续在线培养系统(Robot系统),在厌氧条件下监测不同处理土壤产生的N2O、NO、N2和CO2浓度的动态变化,通过计算N2O/(N2O+NO+N2)指数估算反硝化过程N2O的产物比.[结果]增加土壤的pH能显著减少设施菜田土壤N2O和NO的产生量,酸性(pH 5.63)土壤的N2O、NO产生量峰值在不同初始C/NO3-比下均显著高于中性(pH 6.65)和碱性(pH 7.83)土壤(P<0.05).中性和碱性土壤在高C/NO3-下有利于减少反硝化过程N2O的产生,而酸性土壤条件下差异并不显著.中性土壤条件下增加有机碳含量会降低NO产生量,而在酸性和碱性土壤上有机碳的添加对NO产生量没有显著影响.土壤pH和初始C/NO3-比对土壤N2O的产生有极显著的交互效应(P<0.001).酸性和中性土壤上添加有机碳能够显著增加土壤N2的产生速率(P<0.05),且与对照相比,不同pH的土壤添加有机碳后均显著促进反硝化过程中N2O向N2的转化.在不同初始C/NO3-下碱性土壤的CO2产生量显著高于酸性和中性土壤,同时与对照相比,添加有机碳显著增加了土壤的CO2产生量(P<0.05).酸性土壤的N2O产物比在不同初始C/NO3-下均极显著高于碱性土壤(P<0.01),且不同初始C/NO3-下的土壤N2O产物比随pH的增加显著下降,二者呈极显著线性负相关关系(P<0.01).[结论]土壤pH降低是设施菜田土壤N2O和NO排放量较高的重要原因.而且,增加初始土壤有效碳含量促进了土壤的反硝化损失,并在中性和碱性土壤中N2O的产生量减少.土壤pH升高和初始C/NO3-增加均降低了产物比,但增加了土壤反硝化作用速率.在利用N2O排放通量和产物比估算土壤反硝化氮素损失时,土壤pH和有效碳含量是必须考虑的两个重要因素.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王敬国	中国农业大学资源与环境学院	79	1843	23.0	41.0
2	宋贺	安徽农业大学农学院	34	199	7.0	12.0
3	郭景恒	中国农业大学资源与环境学院	10	121	5.0	10.0
4	陈吉吉	中国农业大学资源与环境学院	4	11	2.0	3.0
5	曹文超	中国农业大学资源与环境学院	12	75	5.0	8.0
6	刘骕	中国农业大学资源与环境学院	1	4	1.0	1.0