土壤水分和pH對N2O排放及同位素特征值影響的機理研究.pdf

1、本研究以北京順義潮褐土為供試土壤，通過室內(nèi)培養(yǎng)實驗，研究不同土壤濕度和酸堿度對N2O排放及同位素特征值（δ15Nbulk，δ18O和nitrogen isotopomer site preference of N2O，簡稱SP）的影響，以期獲得不同土壤水分和pH條件下N2O產(chǎn)生途徑及變化規(guī)律，為農(nóng)田土壤N2O減排提供理論依據(jù)。
　　(1)結(jié)合穩(wěn)定同位素(stable isotope)技術(shù)與C2H2抑制法，設(shè)置3個含水量梯度:67％

2、、80％和95％WFPS，在此基礎(chǔ)上設(shè)置無C2H2，0.1％(V/V)C2H2和10％(V/V)C2H2處理。利用同位素二源混合模型計算硝化和反硝化過程對土壤N2O釋放量的貢獻。為進一步探究95％WFPS土壤中真菌反硝化作用對N2O排放的貢獻，又在以上基礎(chǔ)上設(shè)置了添加鏈霉素和放線菌酮的處理。
　　室內(nèi)土壤培養(yǎng)測定結(jié)果表明，與67％WFPS處理相比，95％、80％WFPS土壤的(N2O+N2)總排放量分別升高了1353倍和324倍。

3、比較3個含水量處理中N2O的δ15Nbulk值，95％WFPS處理顯著高于其他兩個處理，各含水量土壤中，10％(V/V)C2H2處理組其N2O的δ18O值均顯著低于01％(V/V)C2H2處理組，且N2O/(N2O+N2)比率隨土壤含水量增加而降低，與0.1％(V/V)C2H2處理組相比，10％(V/V)C2H2處理的高、中和低含水量土壤排放N2O的SP加權(quán)平均值分別降低了0.10倍、0.33倍和0.06倍。低含水量土壤在第1-2天反硝

4、化過程主導(dǎo)土壤N2O釋放，之后硝化作用貢獻率增強，中含水量土壤反硝化作用占據(jù)主導(dǎo)地位;本實驗中，通過進一步向高低含水量土壤中添加真菌和細(xì)菌抑制劑進行初步研究發(fā)現(xiàn)，低含水量土壤細(xì)菌對N2O排放的貢獻率為61‰真菌貢獻率為46％，真菌和細(xì)菌對高含水量土壤排放N2O的貢獻率分別為81％和24％。
　　(2)本實驗設(shè)置了3個pH梯度.pH6.2、pH7.1和pH8.7，在此基礎(chǔ)上設(shè)置無C2H2和10％(V/V)C2H2處理，利用自然豐度的

5、穩(wěn)定同位素技術(shù)結(jié)合乙炔抑制法，以探究該種土壤進行加酸處理后，其N2O排放量及同位素特征值的變化規(guī)律，并以此估算其產(chǎn)生機理。
　　通過研究發(fā)現(xiàn)，各pH土壤N2O釋放量均隨培養(yǎng)周期逐漸減少，隨著pH降低土壤N2O排放量逐漸增大;整個培養(yǎng)周期，無碳源處理組N2O產(chǎn)生量均未出現(xiàn)劇烈變化，添加碳源后，不同pH土壤N2O產(chǎn)生量均出現(xiàn)顯著升高，與無碳源處理組相比，葡萄糖的添加使pH6.2、pH7.1和pH8.7的土壤N2O加權(quán)平均排放量分別增加

6、了2.59、1.86和2.63倍。pH6.2、pH7.1和pH8.7土壤N2加權(quán)平均排放量分別為總氣態(tài)氮排放量的19.8％、12.1％和14.6％,添加葡萄糖后，分別為33.4％、39.5％和52.8％，且隨著pH值的降低，土壤總的(N2O+N2)排放量顯著增大。未添加碳源各處理組土壤NO2積累量比較小;添加葡萄糖后，各處理組土壤NO2濃度均出現(xiàn)顯著增大。δ15Nbulk值隨土壤pH降低而增加，添加碳源后，各pH處理組土壤N2O的δ15