粪肥铜锌残留对土壤N2O排放及其关联因子的影响

作者：张婷; 蒋晶晶; 冯廉洁; 蒋静艳^*

来源：中国环境科学, 2023, 43(06): 3013-3022.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2023.0094

• 菜地土壤
• Cu
• Zn
• 猪粪
• N2O排放

为探究不同pH值农田土壤对猪粪中典型重金属(Cu, Zn)残留的响应,采用酸(pH值为5.81),中(pH值为7.18),碱(pH值为8.00)3种菜地土壤,分别设置不添加猪粪(CK),等氮添加有机猪粪(M)以及集约化养殖业产出的高Cu, Zn残留猪粪(MP)3种处理,干湿交替预培养至猪粪中易利用底物基本耗尽后追加尿素,以进一步分析MP中残留有效Cu、Zn对N2O排放及其相关因子的影响.结果表明,不同pH值土壤N2O排放对添加MP响应不同,MP在酸性和碱性土壤中显著抑制N2O排放,在中性土壤中则显著促进N2O排放(P<0.05).与有效Cu, Zn显著相关的产N2O底物和微生物因子在不同土壤中存在一定差异.逐步回归分析表明酸性土壤N2O排放的主要驱动因子为NH4+-N转化量,有效Zn含量和18SrRNA丰度,碱性土壤N2O排放仅受NO3--N生成量驱动,而中性土壤N2O排放的主要驱动因子则为有效Cu.相对于M处理,MP中残留有效Cu与nirS丰度显著负相关(P<0.05),与AOB amoA丰度强正相关(n=3, r>0.95),其作用在酸性土壤中最强;残留有效Zn则与nosZ(P<0.05), 18S rRNA(P<0.1), AOA amoA(P<0.1)以及16S rRNA(n=3, r>0.95)丰度正相关,且其在中性土壤中促进作用最强; MP残留有效Cu, Zn对碱性土壤中N2O排放相关微生物基因的作用整体表现为抑制效应.因此,集约化养殖业粪肥如需还田可优先考虑碱性土壤以降低其负面环境生态效应.

• 单位
  南京农业大学