亚热带土壤氮素反硝化气态产物研究.pdf

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1、生态环境学报2014，23(6)：932．937http：／／www．jeesci．comEcologyandEnvironmentalSciencesE—mail：editor@jeesci．com亚热带土壤氮素反硝化气态产物研究续勇波，蔡祖聪1．云南农业大学烟草学院，云南昆明650201；2．南京师范大学地理科学学院，江苏南京210097摘要：亚热带可变电荷土壤化学性质与温带地区恒电荷土壤有诸多不同特点，使得反硝化具有一些与温带土壤不同的特性，进一步深入研究亚热带土壤反硝化气体产物的组成比例、主要影响因素和机理，将有助于加深对亚热带环境条件下土壤N循环的理解

2、和认识，以及为正确评价亚热带土壤反硝化环境效应提高科学依据。因此，就亚热带土壤厌氧培养条件下反硝化的气态产物问题进行了探讨。土样采自江西典型亚热带红壤地区，在加入K"NO3(10atom％05N，加入N量为200mg-kg)条件下进行了7d30oC、密闭、淹水、充N2的严格厌氧培养试验。试验结果表明：随培养时间推移，”N回收率逐渐下降，土壤总残留的“NO3质量分数和回收率之间存在显著正相关关系<0．001)，表明反硝化作用越弱的土样回收率越高。总气态氮损失率的估计值和实测值都随培养时间延长呈上升趋势，两者之间存在显著正相关性<0．OO1)。根据稳定性同位素N示踪

3、试验结果初步估计，厌氧培养7d内反硝化作用产生的气态产物中N2O占总气态氮损失的17．1％，N2占8．7％，估计NO可能是主要的反硝化产物之一。以未能回收的氮计算，NO约占总气态氮损失的67．5％一78．6％，平均为74．1％。反硝化气态产物中NO和N2O总量占总气态氮损失的91．3％。NO、N2O和N2分别占总施入氮量的18．6％、4．4％、2．0％。因此，亚热带土壤氮素反硝化过程中主要气态产物可能为NO和N2O，而非对环境无害的N2。关键词：NO；N2O；N2；反硝化；亚热带土壤中图分类号：S153文献标志码：A文章编号：1674．5906(2014)06．

4、0932．06引用格式：续勇波，蔡祖聪．亚热带土壤氮素反硝化气态产物研究[J]．生态环境学报，2014，23(6)：932-937．XUYongbo，CAIZucong．Ni~ogenousgasproductsofdenitrificationinsubtropicalsoils[J]_EcologyandEnvironmentalSciences，2014，23(6)：932—937．反硝化是指将硝态氮或亚硝态氮还原成一氧有一些与温带土壤不同的特征(Zhang等，2009；化氮(NO)、一氧化二氮(N20)和氮气(N2)的xu和Cai，2007；Zhang等

5、，2010)，然而还需过程，是氮循环中重要的转化过程和环节。反硝化要进一步深入研究造成热带亚热带土壤和温带作用的环境效应取决于其所产生的终产物，以及不土壤反硝化特性不同的原因和机理，这将有助于同产物间的比例。通常认为反硝化作用的主要终产加深对热带亚热带环境条件下土壤N循环的理物是N2O和N2，NO并不是土壤或水体中反硝化作解和认识。用的主要终产物。但这是基于温带恒电荷土壤的研在前期的研究工作中，我们对采集自亚热带究结果(Hofstra和Bouwman，2005)。关于热带亚热不同成土母质和利用方式的45个土壤样本，在密带土壤反硝化过程中NO排放的研究甚少(MaO

6、anen闭淹水厌氧培养试验条件下，研究了亚热带土壤等，2007)，因此，影响热带亚热带地区土壤反硝化反硝化特性、影响因素和机理等(Xu和Cai，2007；产物的主要因素和机理尚不十分清楚。Xu等，2012)，发现随着培养时间韵延长，排放热带亚热带土壤为可变电荷土壤，土壤的化到培养瓶上部空间的N20浓度逐渐上升，在第学性质与温带地区恒电荷土壤有诸多不同特点3～8天达到高峰，之后由于N2O被土壤进一步还(徐仁扣等，2014)，如土壤高度风化、铁铝氧化物原成为N2而逐渐降低(Xu等，2012)。那么在达到含量显著高于温带地区土壤(Qafoku等，2004；N2O浓度高

7、峰之前是否存在N2O产生的前提物质Zhang等，2009)，土壤氧化还原势较高仃‘昌璞，一一N0的大量产生?为此，我们进行了稳定性2008)，酸性较强(Xu和Cai，2007)，为继承性肥同位素N示踪试验，用KNO3替代前述试验中力较低的氧化土(Oxisols)和老成土(Ultisols)。的普通KNO3，研究厌氧培养1周内反硝化过程越来越多的证据表明热带亚热带土壤反硝化具中的产物问题。基金项目：国家自然科学基金项目(31101605；31260503)；云南省自然科学基金项I~(2010ZC083)作者简介：续勇波(1974年生)，女，副教授，博士，主要从事养

8、分资源利用与环境效应研究