田间老化生物质炭减缓稻麦轮作系统土壤N2O排放能力降低的机理

作者：朱爽阁; 张前前; 徐昕彤; 毕瑞玉; 宋燕凤; 熊正琴^*

来源：土壤学报, 2023, 60(03): 716-725.

• 稻麦轮作系统
• 老化生物质炭
• 氧化亚氮(N2O)排放

生物质炭作为一种重要的土壤调节剂，在固碳减排尤其氧化亚氮(N2O)减排方面的作用日益突出。为明确生物质炭对田间N2O排放的持续效应及其作用机理，通过田间定位试验，分析稻麦轮作体系新鲜和田间不同时间老化生物质炭对N2O排放的影响。试验共设置5个处理，分别为CK(不施氮肥和生物质炭)、N(施氮肥)、NB0y(氮肥+新鲜生物质炭)、NB2y(氮肥+2年老化生物质炭)和NB5y(氮肥+5年老化生物质炭)，动态监测稻麦轮作周期N2O排放，测定水稻和小麦收获后土壤理化性质和氮循环功能基因丰度。结果表明，生物质炭显著降低土壤N2O累积排放量32.4%～54.0%，且表现为NB0y> NB2y> NB5y。与N处理相比，NB0y、NB2y和NB5y处理显著提高土壤pH 0.6～1.2个单位、土壤有机碳(SOC)含量21.4%～58.6%、硝态氮(NO3--N)含量1.7%～31.3%，对土壤pH改善能力随着生物质炭老化而下降。生物质炭处理显著提高nos Z基因丰度54.9%～249.4%，土壤(nir S+nir K)/nos Z比值随着生物质炭老化而增加。相关性分析表明，土壤N2O累积排放量与pH呈显著负相关，与NO3--N含量和amo A-AOB(氨氧化细菌)丰度呈显著正相关。因此，新鲜和田间不同时间老化生物质炭均能显著改善土壤理化特性，降低土壤N2O排放且新鲜生物质炭的作用效果优于老化生物质炭。土壤NO3--N含量及(nir S+nir K)/nos Z比值的增加，是导致老化生物质炭减排N2O能力降低的主要原因。

• 单位
  南京农业大学