耕作和施肥對(duì)水稻土厭氧氨氧化和反硝化速率的影響.pdf

1、水稻土的氮肥利用率通常只有旱地的一半，我國(guó)水稻土的氮肥利用率僅為28.3％，且呈下降趨勢(shì)。水稻土中N循環(huán)過(guò)程復(fù)雜，除氨揮發(fā)、反硝化作用造成大量N素?fù)p失外，仍有大量N素以未知形式損失。厭氧氨氧化作用的發(fā)現(xiàn)是N循環(huán)領(lǐng)域的重大突破，被認(rèn)為是是另一重要的氮素?fù)p失途徑。厭氧氨氧化作用對(duì)稻田土壤N2損失的貢獻(xiàn)仍不明確。
　　本文旨在探究不同耕作及不同施肥模式下水稻土反硝化潛力，以及紫色水稻土中厭氧氨氧化作用是否存在及其對(duì)N2損失的貢獻(xiàn)。

2、>　　供試土壤采集于重慶市北碚區(qū)西南大學(xué)紫色土長(zhǎng)期定位試驗(yàn)基地，選擇3種不同耕作和5種不同施肥模式下的中性紫色水稻土。通過(guò)乙炔抑制法測(cè)定3種耕作模式水稻土的反硝化勢(shì)及N2O排放速率。利用15N同位素示蹤技術(shù)室內(nèi)培養(yǎng)法測(cè)定不同水稻土的反硝化速率及厭氧氨氧化速率。主要結(jié)果如下：
　?。?）不同耕作模式對(duì)水稻土的反硝化勢(shì)及N2O排放速率的影響
　　外源添加50/100 mg N kg-1干土的NO3-后，均是壟作免耕水稻土中NO3

3、-含量下降最快，顯著高于冬水平作和常規(guī)平作（P＜0.01）。加乙炔抑制的培養(yǎng)瓶中，壟作免耕水稻土中N20含量上升最快，顯著高于冬水平作和常規(guī)平作（P＜0.05）。選擇底物充足的12h至24h期間各水稻土N2O產(chǎn)量表征反硝化勢(shì)和N2O排放速率，三種耕作模式下的水稻土的反硝化勢(shì)依次是：壟作免耕（4.93±0.55 mg N kg-1 h-1）>冬水平作（4.10±0.07 mg N kg-1 h-1）>常規(guī)平作（2.40±0.14 mg N

4、 kg-1 h-1），三種施肥模式水稻土之間差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。壟作免耕和冬水平作模式下的水稻土，其N(xiāo)2O排放速率顯著高于常規(guī)平作（P＜0.05），壟作免耕和冬水平作之間差異不顯著。
　　（2）不同耕作及施肥模式對(duì)水稻土反硝化速率的影響
　　不同耕作模式下水稻土反硝化速率介于2.85~4.20 nmol N g-1 h-1，冬水平作和壟作免耕水稻土的反硝化速率顯著高于常規(guī)平作（P＜0.05）。不同施肥模式條件

5、下水稻土的反硝化速率介于1.58~4.00 nmol N g-1 h-1，其中不施肥水稻土的反硝化速率顯著低于施肥土壤，有機(jī)無(wú)機(jī)配施和無(wú)機(jī)肥增量施用條件下水稻土反硝化速率最高。反硝化速率與土壤有機(jī)碳、全氮和C/N間呈顯著相關(guān)關(guān)系（r=0.762）。
　?。?）不同耕作及施肥模式對(duì)水稻土厭氧氨氧化速率的影響
　　不同耕作和施肥模式下水稻土中均發(fā)生厭氧氨氧化作用。冬水平作和壟作免耕水稻土厭氧氨氧化速率分別為1.09±0.18 n

6、mol N g-1 h-1和0.82±0.33 nmol N g-1 h-1，顯著高于常規(guī)平作水稻土0.42±0.10 nmol N g-1 h-1（P＜0.05）。不同施肥模式下水稻土厭氧氨氧化速率變化范圍在0.22-0.53 nmol N g-1 h-1之間，大致隨著施肥量的增強(qiáng)而增加。厭氧氨氧化速率與土壤C/N和土壤有機(jī)碳之間呈極顯著顯著相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），與土壤全氮呈顯著相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。
　　不同紫色水稻土

7、中厭氧氨氧化作用對(duì)N2產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率在8.56~20.62%。就水稻土利用方式而言，不同耕作模式下的水稻土中厭氧氨氧化作用對(duì)N2產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率高于不同施肥模式的水稻土。不同施肥模式之間隨著施肥強(qiáng)度的增強(qiáng)，厭氧氨氧化對(duì)N2產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率也就越高。
　　本文通過(guò)室內(nèi)培養(yǎng)法探究了不同耕作和施肥模式下水稻土中厭氧氨氧化活性，以及三種耕作模式水稻土的反硝化勢(shì)以及N2O排放速率。主要可得到如下結(jié)論：（1）紫色水稻土中明顯發(fā)生厭氧氨氧化和反硝化作用。