设施菜田土壤pH和初始C/NO 3 – 对反硝化产物比的影响

摘要

目的 设施菜田土壤反硝化作用是N2O排放和氮素损失的重要途径。本研究通过室内厌氧培养试验，在不同pH和初始C/NO3–条件下，比较设施菜田土壤反硝化氮素气体排放及产物比的变化特征。 方法 以设施菜田土壤为研究对象，通过添加一定量低浓度的酸碱溶液调节土壤pH分别为酸性、中性和碱性条件，调节后的实测pH分别为5.63、6.65和7.83；同时以谷氨酸钠作为有效性碳，除未添加有效性碳作为对照处理 (CK) 外，其他有效性碳与硝酸盐 (C/NO3–) 的比值分别调节为5∶1、15∶1和30∶1，三种pH条件下均设置 4 个 C/NO3– 水平，每个水平3次重复。利用自动连续在线培养系统 (Robot系统)，在厌氧条件下监测不同处理土壤产生的 N2O、NO、N2和CO2浓度的动态变化，通过计算N2O/(N2O + NO + N2)指数估算反硝化过程N2O的产物比。 结果 增加土壤的pH能显著减少设施菜田土壤N2O和NO的产生量，酸性 (pH 5.63) 土壤的N2O、NO产生量峰值在不同初始C/NO3– 比下均显著高于中性 (pH 6.65) 和碱性 (pH 7.83) 土壤 (P 结论 土壤pH降低是设施菜田土壤N2O和NO排放量较高的重要原因。而且，增加初始土壤有效碳含量促进了土壤的反硝化损失，并在中性和碱性土壤中N2O的产生量减少。土壤pH升高和初始C/NO3– 增加均降低了产物比，但增加了土壤反硝化作用速率。在利用N2O排放通量和产物比估算土壤反硝化氮素损失时，土壤pH和有效碳含量是必须考虑的两个重要因素。