不同施肥處理下三種典型旱地土壤N2O排放特征和微生物機(jī)理的研究.pdf

1、氧化亞氮（N2O）在大氣中是一種非常重要的溫室氣體，它不僅能帶來溫室效應(yīng)，還能夠破壞平流層中的臭氧層，N2O在全球環(huán)境變化中備受關(guān)注。農(nóng)田土壤是大氣中N2O的重要來源，而土壤中N2O的排放特征時(shí)空變異大，因此有必要選擇不同區(qū)域土壤研究農(nóng)田土壤N2O的排放特征和微生物機(jī)理進(jìn)行研究。本研究以湖南桃源紅壤、河南許昌潮土和吉林公主嶺黑土三種不同類型的旱地農(nóng)田土為研究對(duì)象，三個(gè)土壤均設(shè)置四個(gè)處理，分別為CK（不施肥），N（施氮肥），NI（氮肥和硝

2、化抑制劑混施）和NS（氮肥和秸稈混施），每個(gè)處理四個(gè)重復(fù)，進(jìn)行了2015年盆栽試驗(yàn)和2016年的野外試驗(yàn)，測(cè)量了在不同施肥處理下三種土壤N2O排放的特征和氮轉(zhuǎn)化微生物反硝化過程的nirK和nosZ基因的豐度和多樣性。論文的主要結(jié)果如下：
　　1.本研究通過靜態(tài)箱法觀測(cè)，在2015年的盆栽試驗(yàn)中，相對(duì)于對(duì)照CK處理，施氮處理均可促進(jìn)N2O排放量的提高，特別NS處理，因?yàn)榈徒斩挼氖┯脮?huì)給土壤中的微生物活動(dòng)提供了充足的底物，促進(jìn)了硝化

3、過程和反硝化過程的發(fā)生，進(jìn)而增加了土壤中N2O的產(chǎn)生；與N和NS處理相比，NI處理顯著降低了土壤中N2O的排放量，說明硝化抑制劑在控制的條件下對(duì) N2O的排放起到了抑制作用。在2016年的野外試驗(yàn)中，NI處理在三種土壤中并沒有降低N2O的排放量，說明硝化抑制劑在野外環(huán)境中并沒有對(duì)土壤N2O排放起到抑制作用。
　　2.本研究通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）、實(shí)時(shí)熒光定量PCR、末端限制性片段多態(tài)性分析（T-RFLP）的分子生物學(xué)技術(shù)在盆

4、栽培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，研究了三種土壤在不同施肥處理下微生物的豐度變化、群落組成及與環(huán)境變量的關(guān)系。定量PCR結(jié)果顯示，在不同的施肥處理下，三種土壤的nirK和nosZ基因的微生物豐度均沒有顯著的差異，隨培養(yǎng)天數(shù)的增加也沒有顯著變化；nirK和nosZ基因的T-RFLP結(jié)果顯示，紅壤中nirK隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加相比0 d，15 d，60 d和120 d增加了91 bp和56 bp， nosZ基因15 d，60 d和120 d相比0 d增加了45

5、6 bp；潮土在不同施肥處理下，nirK和nosZ基因微生物類群無明顯變化；黑土15 d T-RFLP結(jié)果顯示，nirK中N，NI和NS處理比CK要增加467 bp，nosZ中N和NI處理比CK增加191 bp，而NS處理比CK，N和NI處理減少了191 bp，202 bp和451 bp。RDA分析還表明，微生物的群落變化會(huì)受到pH、NH4+-N、NO3--N、可溶性有機(jī)碳（DOC）和土壤含水量（Soil moisture）等土壤理化性