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ISSN: 2333-9721
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环境科学  2018 

设施菜田土壤N2O产生对O2的响应

Keywords: 氧 N2O 反硝化 硝化细菌反硝化 亚硝酸盐 N2O/(N2O+NO+N2)指数

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Abstract:

以添加(DIS)/不添加(DI)玉米秸秆的常规设施菜田土壤为研究对象,通过室内培养试验,利用在线自动监测培养系统,在不同初始氧气体积分数下(0%、1%、3%、5%和10%)监测土壤N2O、NO、N2和CO2产生量的动态变化,并同步分析了土壤无机氮(NO2-、NO3-、NH4+)含量,同时设置添加NaClO3的处理抑制土壤NO2-的氧化,以期对比研究不同碳投入菜田土壤N2O产生量对O2的响应.结果表明,厌氧条件下土壤N2O产生量显著高于有氧条件下土壤N2O产生量(P<0.01).当氧气体积分数≤ 1%时,添加秸秆的(DIS)土壤N2O产生量显著高于未添加秸秆的(DI)土壤(P<0.01).土壤中氧耗竭时会观察到明显的N2O产生速率峰值,但N2产生速率峰值随着初始氧气体积分数的升高极显著降低(P<0.01),反之,土壤中如果没有出现氧耗竭的现象,则N2O和N2产生量随着初始氧气体积分数的升高显著降低(P<0.01).初始氧气体积分数介于1%~5%时,培养过程中会观察到持续的NO2-累积,且在该氧梯度内N2O/(NO+N2O+N2)指数显著高于0%以及10%初始氧气体积分数的处理,此外,添加NaClO3后,当初始氧气体积分数为5%和10%时,持续增加的NO2-与N2O产生量两者之间线性相关(R2 ≥ 0.85).本研究结果表明,低氧条件下不完全的反硝化和NO2-诱导的硝化细菌反硝化共同作用,显著增加了土壤N2O的产生量和N2O/(N2O+NO+N2)指数;但是,有氧条件下土壤N2O的产生量显著低于厌氧条件(P<0.01)

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