二氧化钛纳米颗粒对沼泽土壤反硝化和N2O排放的影响

• 作者: 范峰华 郑荣波 刘爽 郭雪莲
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 二氧化钛纳米颗粒 反硝化作用 N2O排放 酶活性 沼泽
• 年，卷（期）: 2021,（16）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 6525-6532
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb202008192162

摘要

近年来，二氧化钛纳米颗粒(TiO2NPs)环境释放量不断增加，并通过多种途径进入湿地生态系统，不可避免地影响到湿地生态系统环境和功能。然而，关于TiO2NPs对沼泽土壤反硝化作用和氧化亚氮(N2O)排放的影响机及制尚不明确。选择典型沼泽土壤，通过室内培养实验研究土壤理化性质、反硝化酶活性、反硝化速率(DNR)和N2O排放对不同剂量TiO2NPs0mg/kg(CK)、10mg/kg(A10)、100mg/kg(A100)、1000mg/kg(A1000)输入的响应，探讨TiO2NPs输入对沼泽土壤反硝化作用和N2O排放影响的内在机制。结果表明：不同剂量TiO2NPs处理显著降低了土壤pH(P<0.05)，A10处理显著降低土壤总有机碳(TOC)含量(P<0.01)，A1000处理显著降低硝态氮(NO3--N)和亚硝态氮(NO2--N)含量(P<0.05)。TiO2NPs处理抑制硝酸盐还原酶(NAR)活性，促进一氧化氮还原酶(NOR)和氧化亚氮还原酶(NOS)活性(P<0.01)，A1000处理先促进后抑制了亚硝酸盐还原酶(NIR)活性(P<0.05)。不同剂量TiO2NPs处理抑制了土壤DNR，促进了N2O排放，TiO2NPs处理通过抑制NIR活性，降低土壤DNR，同时通过促进NOR活性，提高N2O排放。综上，TiO2NPs输入通过影响反硝化还原酶活性改变沼泽土壤反硝化过程，导致沼泽土壤N2O排放增加，改变湿地氮的源、汇功能，影响全球气候变化。为TiO2NPs输入的湿地环境风险评估研究提供理论基础。