硝化抑制剂对紫色土硝化作用及N2O排放的影响
2019-06-21赖晶晶谭春林李梦潇
赖晶晶,兰 婷,王 启,谭春林,李梦潇
(四川农业大学资源学院,成都 611130)
硝化作用是土壤微生物将铵盐氧化为硝酸盐并产生氮氧化物的过程,通过与不同氮转化过程的耦联,共同决定着土壤生态系统中的氮平衡[1]。作为土壤氮循环的中心环节,硝化作用不仅影响植物和土壤微生物对氮素的有效利用程度,而且与过量氮肥投入导致的硝酸盐淋失、土壤酸化、水体污染和温室气体(如氧化亚氮N2O)排放等一系列生态环境问题直接相关[2]。N2O作为一种温室气体,其增温能力约为CO2的298倍,也是导致臭氧层破坏的主要气体[3]。目前,全球范围内人为活动造成的N2O排放量有60%~80%来自于农业生产,而硝化过程是农业土壤中N2O的主要来源[4]。
目前,有关提高氮肥利用率的原理和技术已取得较大进展[5],其中,施用硝化抑制剂不仅能抑制氮在土壤中的硝化过程,还能减少反硝化作用底物浓度,从而降低NO-3的反硝化损失以及硝化-反硝化过程的N2O产生[6],被认为是提高氮肥利用率的有效措施之一[7]。双氰胺(Dicyandiamide,DCD)和3,4-甲基吡唑磷酸盐(3,4-dimethylpyrazole phosphate,DMPP)是目前广泛应用的硝化抑制剂,发展和研究已经较成熟,具有低成本、不易挥发和便于施肥等特点[8]。通过底物竞争干扰氨氧化微生物,DCD能抑制10%~57%的硝酸盐淋失和11%~47%的N2O排放[9],而文献报道DMPP用量仅为DCD的1/10时,其抑制效果便能高于DCD[10]。2-氯-6-三氯甲基吡啶[2-chloro-6-(trichloromethyl)pyridine,Nitrapyrin]以螯合氨氧化酶活性位点的方式抑制硝化作用[8],施用于美国100万hm2以上的耕地,其中约90%为中西部玉米种植区,硝化抑制率达18.5%~91.4%[11],表现出明显的增产效果[12]。……
