土壤中羟胺和亚硝态氮非生物过程对n2o排放贡献

《土壤中羟胺和亚硝态氮非生物过程对n2o排放贡献》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、土壤学报　土壤中羟胺和亚硝态氮非生物过程对N2O排放的贡献*国家自然科学基金项目（41425005,41401279）和土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所）开放基金（Y412201422）资助SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.41425005,41401279)andtheResearchFundoftheStateKeyLaboratoryofSoilandSustainableAgricu

2、lture,NanjingInstituteofSoilScience,ChineseAcademyofScience(No.Y412201422)马兰1,2李晓波3,1李博伦1,2颜晓元1†通讯作者Correspondingauthor，E-mail：yanxy@issas.ac.cn作者简介：马兰（1988-），女，山东临沂人，博士研究生，主要研究碳氮循环与全球变化。E-mail：malan@issas.ac.cn收稿日期：年-月-日；收到修改稿日期：（1土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中

3、国科学院南京土壤研究所），南京210008）（2中国科学院大学，北京100049)（3中国科学院华南植物园，退化生态系统植被恢复与管理重点实验室，广州510650）摘　要　羟胺（NH2OH）和亚硝态氮（NO2--N）均可以通过非生物过程产生N2O，但是同一土壤中其对N2O排放的相对贡献尚不明确。本文采用高压灭菌和室内培养方法，测定了采自6个不同地点的农业利用土壤在灭菌和非灭菌条件下添加NH2OH或NO2--N后N2O的排放量，以研究土壤中NH2OH和NO2--N非生物过程对N2O排放的相对贡献及其

4、关键因子。结果表明，供试土壤中，NH2OH非生物过程产生的N2O贡献介于6%~73%，NO2--N非生物过程产生N2O占的比例为3%~236%；在pH<7的衢州茶园、鹰潭旱地、常熟菜地和海伦旱地土壤中，添加NO2--N后非生物过程产生N2O比例大于添加NH2OH的处理，但是在pH>7的常熟果园和封丘旱地土壤中则相反；pH是影响NH2OH和NO2--N非生物过程产生N2O的关键因子，添加NH2OH处理中非生物过程产生N2O占N2O总排放量的比例与土壤pH呈正相关（p<0.05），而在添加NO2--N

5、处理中呈负相关（p<0.01）。上述结果说明，NO2--N在偏酸性土壤中可能主要通过非生物过程产生N2O，而在偏碱性土壤中主要通过生物过程；NH2OH则与之相反。关键词　氧化亚氮（N2O）；羟胺（NH2OH）；亚硝态氮（NO2--N）；非生物-生物过程中图分类号S154.1文献标识码AN2O是一种重要的温室气体，不仅能导致全球变暖，而且会破坏平流层中的臭氧层[1-3]。在100年的时间尺度内，N2O的相对增温潜势是CO2的300多倍[4]。2011年大气中N2O浓度已由工业革命前的270ppb增至

6、324ppb[5]，并且以每年0.25%的速度递增[6]。农业生产是N2O的主要来源之一，约占人为排放源的60%[7]。深入了解土壤N2O排放机制，对于提出合理的农田N2O减排措施具有十分重要的意义。硝化和反硝化作用在自然和耕作土壤中产生的N2O约占全球N2O排放量的70%[1]，但是其他产生途径（如化学反硝化）对N2O排放的贡献还尚不明确[8-9]。NH2OH和NO2--N作为硝化作用的中间产物，其中后者也是反硝化过程的中间产物，均可以通过化学途径产生N2O[8]。Venterea[10]研究发

7、现NO2--N通过非生物过程产生的N2O占总排放量的31%~75%。但我们前期的研究结果发现[11]：潮土中以NO2--N为底物的化学过程对N2O排放的贡献不到1.1%，这可能与所选用的土壤理化性质不同有关。NO2--N在土壤中的稳定性与土壤pH密切相关。在pH<5.5的土壤中容易自发分解产生12土壤学报　NO和N2O等气态化合物[12]，然而在pH较高的碱性土壤中NO2--N能够大量累积[13]。早在1980年Bremner等[14]发现NH2OH可以通过化学分解产生大量N2O。最近研究表明在灭

8、菌农田土壤中添加的NH2OH约有49%转化为N2O，而且NH2OH产生的N2O量与土壤pH呈正相关[15]。根据上述研究结果，可以看出土壤pH对NH2OH和NO2--N非生物过程产生N2O均有影响，但是这两个过程在同一土壤中对N2O排放的相对贡献及其影响因子研究相对较少。在前人的研究基础上，本文拟探讨以下科学问题：1）同一土壤中NH2OH或NO2--N非生物过程产生N2O的贡献；2）不同土壤中NH2OH和NO2--N非生物过程对N2O排放的相对贡献；3）NH2OH和NO2--N非生