碳源和氧对设施菜田土壤N2O排放的影响

作者：陈吉吉; 王乙然; 曹文超; 宋贺; 王敬国^*

来源：土壤学报, 2019, 56(01): 114-123.

• 氧分压
• 碳源
• N2O
• 与硝化相耦合的反硝化
• 异养反硝化
• 硝化细菌反硝化

利用在线自动监测培养系统(Robot系统),研究不同氧分压、碳源投入以及不同氧分压和碳源投入组合下,添加硝化抑制剂双氰胺(DCD)对设施菜田土壤N2O排放的影响。结果表明:随着土壤氧分压的升高,N2O排放量呈指数下降(P<0.001),土壤氧分压大于等于3%O2后,N2O排放量不足于无氧和微量氧(1%氧)处理的30%。添加碳源降低了有氧条件下土壤N2O和N2产生量,显著增加了微量氧下异养反硝化途径对N2O的贡献量(P<0.01)。在微量氧和3%O2下,与未添加DCD的处理相比,无碳源添加且施用DCD后,N2O的排放分别降低了64.4%和88.8%,同时N2排放分别降低了23.4%和18.6%。从微量氧至3%O2,虽然无碳源添加的处理硝化细菌反硝化作用对N2O排放的贡献从17.2%增加至42.6%,但由于排放总量的急剧下降,硝化细菌反硝化作用对设施菜田土壤N2O排放的贡献较小。本研究所用土壤pH较高,且添加DCD的处理培养前后硝酸盐基本平衡,异养的同步硝化-反硝化过程可能很弱。总之,设施菜田土壤N2O排放主要发生在无氧和微量氧条件下。异养反硝化菌对土壤N2O排放的直接贡献最大,尤其是在碳源较为充足的条件下。

• 单位
  北京市环境保护监测中心; 安徽农业大学; 中国农业大学