高粱分泌生物硝化抑制物(MHPP)的機(jī)制及其對土壤N2O排放的影響.pdf

1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的施用是影響全球氮素循環(huán)的一個(gè)重要因素，在促進(jìn)作物增產(chǎn)的同時(shí)，也對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響。其中硝化作用是導(dǎo)致土壤中氮素?fù)p失的一個(gè)重要原因。這是因?yàn)殇@態(tài)氮肥經(jīng)過硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮后，只有一小部分為植物所吸收，而大量的硝態(tài)氮被淋失，或經(jīng)反硝化作用形成氮氧化物進(jìn)入大氣，這不僅導(dǎo)致氮肥利用效率降低，同時(shí)也引起了水體富營養(yǎng)化、大氣污染與溫室效應(yīng)等問題。硝化抑制劑能專一抑制土壤中氨氧化微生物，在一些發(fā)達(dá)國家應(yīng)用廣泛，由于生產(chǎn)成本高

2、，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中并沒有得到推廣。目前，在農(nóng)作物中發(fā)現(xiàn)高粱具有分泌生物硝化抑制物質(zhì)—對羥基苯丙酸(MHPP)。因此，本試驗(yàn)利用高粱水培試驗(yàn)研究了高粱分泌生物硝化抑制物MHPP的機(jī)制，研究內(nèi)容主要是不同氮素形態(tài)對高粱分泌生物硝化抑制物MHPP的影響及其調(diào)控機(jī)制。其次，通過大田試驗(yàn)、盆栽試驗(yàn)、室內(nèi)土壤培養(yǎng)試驗(yàn)測定了高粱分泌的生物硝化抑制物的實(shí)際應(yīng)用效果，主要內(nèi)容包括生物硝化抑制劑對作物產(chǎn)量及氮肥利用率的影響以及其對土壤中銨硝濃度變化和溫室氣

3、體N2O排放的影響。
　　主要結(jié)果如下:
　　1.高粱在不同的氮源下水培后，銨態(tài)氮營養(yǎng)下的高粱根系大量分泌生物硝化抑制物MHPP，而硝態(tài)氮營養(yǎng)下的高粱根系幾乎沒有分泌MHPP。并且，MHPP的分泌速率隨著銨離子濃度的升高而增加。
　　2.利用對質(zhì)子泵具有激活作用的殼梭孢菌素(Fusicoccin)和抑制劑釩酸鹽(Vanadate)處理高粱根系后發(fā)現(xiàn)，殼梭孢菌素能提高M(jìn)HPP的分泌而釩酸鹽則導(dǎo)致其分泌降低，統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，

4、高粱分泌MHPP與根系分泌質(zhì)子之間存在顯著的線性相關(guān)性。
　　3.大田試驗(yàn)中，種植高粱的土壤中銨、硝濃度分別為33 mg/kg、98 mg/kg，而對照種植玉米的土壤中銨、硝濃度分別為28 mg/kg、119 mg/kg;盆栽試驗(yàn)中，種植高粱的土壤中銨硝濃度分別為17 mg/kg、208 mg/kg，而對照種植玉米的土壤中銨、硝濃度分別為13 mg/kg、240 mg/kg;室內(nèi)土壤培養(yǎng)試驗(yàn)中，添加高粱根際分泌物的土壤中的銨態(tài)氮濃

5、度高，硝態(tài)氮濃度低，而對照土壤中的銨態(tài)氮濃度下降較快，硝態(tài)氮濃度增加也較快。
　　4.生物硝化抑制物在一定的程度上能抑制土壤N2O的排放。大田試驗(yàn)中，種植玉米的對照土壤排放N2O的峰值為244μgN m-2 h-1，而高粱處理排放峰值為148μgNm-2 h-1;盆栽試驗(yàn)中，沒有明顯的排放峰，但對照盆栽玉米的N2O排放通量明顯高于盆栽高粱;室內(nèi)土培試驗(yàn)中，對照的N2O排放峰值為20μgN m-2 h-1，而添加高粱根系分泌物的N2