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减施氮肥下绿肥配施生物炭对旱地土壤氧化亚氮排放的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 李冉;张愉乐;葛环宇;刘蕊;曹卫东;常单娜

作者机构：

关键词： 绿肥;生物炭;N2O排放;氮转化基因

期刊名称：中国土壤与肥料

ISSN： 1673-6257

年卷期： 2025 年 6 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 氮肥投入、绿肥利用、添加生物炭均影响土壤氧化亚氮(N2O)排放,研究 3 种措施联合对土壤N2O排放的调控效应,为探索降低旱地土壤N2O排放提供参考.采用室内培养试验,设常规施氮(N100)、翻压绿肥减施 30%化肥氮(N70+CV)及其分别配施田菁炭(M1)、玉米炭(M2)、油菜炭(M3)、麦秆炭(M4)共6 个处理,研究土壤化学性状、N2O排放量、硝化基因(AOA-amoA、AOB-amoA)和反硝化基因(nirK、narG和nosZ)丰度.结果表明:相比N100 处理,减氮及添加生物炭处理的N2O累积排放量降低 31.2%～71.6%;相比N70+CV,M1、M2 和M3 处理的N2O累积排放量分别降低 52.0%、43.5%和 48.2%,M4 处理增加 16.6%.相比N100 处理,N70+CV及配施M1、M2 和M3 处理的可溶性有机碳(DOC)含量增加 52.5%～209.1%,可溶性有机氮(DON)和硝态氮(NO3--N)含量分别降低 97.0%～99.6%和 97.7%～99.0%;N70+CV处理的pH降低 0.03,4 个生物炭处理的pH增加 0.03～0.07.相比N70+CV处理,M1、M2 和M3 处理的DOC含量分别增加 29.1%、26.1%和 102.6%,M4 处理的DOC含量降低 22.2%,M2 和M3 处理的铵态氮(NH4+-N)含量分别降低 53.2%和 44.5%,M4 处理的DON、NH4+-N和NO3--N含量均无显著变化,此外,4 种生物炭处理的pH增加 0.06～0.10.相比N100 处理,N70+CV处理土壤硝化基因AOA-amoA、AOB-amoA丰度分别增加 46.0%、388.4%,反硝化基因nirK、narG和nosZ丰度增加 203.7%～452.4%,(nirK+narG)/nosZ比值降低 25.4%;相比N70+CV处理,M1、M2 和M3 处理的AOA-amoA丰度分别降低 33.4%、33.1%和 57.2%,4 个生物炭处理的AOB-amoA丰度降低 34.4%～92.9%.反硝化基因表现不一致,但(nirK+narG)/nosZ的比值降低 16.0%～62.3%.回归及相关性分析表明,(nirK+narG)/nosZ的比值与N2O排放以及土壤NO3--N和DON含量呈正相关,与DOC含量呈负相关.综上,相比常规施氮处理,绿肥替代30%化肥氮处理降低了土壤N2O排放,配施田菁炭、玉米炭和油菜炭能进一步加强N2O的减排效应;其主要原因是通过调控土壤活性碳、氮含量,增强土壤反硝化过程.

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