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不同根系分泌物对土壤N2O 排放及同位素特征值的影响

文献类型： 中文期刊

关键词： 根系分泌物;;硝化作用;;反硝化作用;;N2O;;同位素特征值

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2020 年 53 卷 9 期

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2020-2021年度） ; 农林核心（2020版） ; 科技核心（2020版）

摘要： 探究植物根系分泌的主要组分（有机酸、氨基酸、糖类）对土壤N2O 排放及其微生物过程的影 响，为选择适宜的植物进而控制土壤N2O 排放提供支撑。【方法】通过室内试验分别添加草酸、丝氨酸、葡萄糖于 土壤中模拟根系的3 种主要分泌物，每种分泌物设置两个浓度水平：低浓度（150 μg C·d-1）和高浓度（300 μg C·d-1）， 另设置添加蒸馏水的对照组，共7 个处理。将土壤置于120 mL 玻璃瓶中进行培养，24 h 内采集气体样品7 次， 每次培养2 h，获取N2O 排放速率、日累积排放量和同位素特征值（δ15Nbulk、δ18O 和SP（site preference，SP= δ15Nα-δ15Nβ））。【结果】添加3 种根系分泌物组分后，土壤N2O 排放速率均逐渐升高，且均高于对照。高浓度处 理组N2O 累积排放量为：葡萄糖（（3.2±1.3）mg·kg-1·d-1）处理丝氨酸（（2.6±0.5）mg·kg-1·d-1）处理草酸（（1.4 ±0.2）mg·kg-1·d-1）处理，低浓度处理组为：草酸（（2.7±1.3）mg·kg-1·d-1）处理丝氨酸（（1.8±0.4）mg·kg-1·d-1） 处理葡萄糖（（1.6±0.8）mg·kg-1·d-1）处理；添加根系分泌物的不同处理间土壤N2O 的δ18O 值无明显差异，并稳 定在24.1‰—25.6‰，且均显著高于对照（（20.1±1.5）‰）；土壤N2O 的δ15Nbulk值与添加根系分泌物的种类有关， 其中草酸处理组为（-20.06±2.22）‰、丝氨酸处理组为（-22.33±1.10）‰、葡萄糖处理组为（-13.86±1.11）‰、 对照组为（-23.14±3.72）‰。各处理土壤N2O 的SP 值的变化范围为13.13‰—15.03‰，根系分泌物浓度越高， SP 值越低。综合分析不同处理4 个指标（N2O 排放速率、N2O 的δ15Nbulk、δ18O 和SP 值）的不同时刻的检测值与日 均值的校正系数，添加根系分泌物后第16 小时各处理4 个指标的校正系数最接近于1。【结论】在NH+ 4 -300 mg N·kg-1 的土壤环境下根系分泌物促进N2O 的排放，且在培养期间（24 h）土壤N2O 排放速率逐渐升高。高浓度处理组葡萄 糖对土壤N2O 排放速率促进效果最强，低浓度处理组草酸对土壤N2O 排放速率促进效果最强。与对照组相比，根系 分泌物的添加使N2O 的δ18O 值显著升高；与对照组相比，葡萄糖的添加使δ15Nbulk 值显著升高。根系分泌物浓度越 高，反硝化作用对N2O 的贡献越大。

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