通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)對(duì)3種硝化抑制劑在新疆3種不同質(zhì)地土壤中的作用效果進(jìn)行研究,了解不同種類和劑量的硝化抑制劑對(duì)土壤無機(jī)氮形態(tài)轉(zhuǎn)化(NH4+、NO3-)的影響,以及對(duì)土壤硝化作用過程和土壤表觀硝化率的影響,選擇出不同種類的硝化抑制劑在不同質(zhì)地土壤中的最佳用量；同時(shí),將室內(nèi)模擬試驗(yàn)選擇出的各種硝化抑制劑的最佳用量施用在小青菜盆栽試驗(yàn)中,通過各種硝化抑制劑對(duì)小青菜生長(zhǎng)及品質(zhì)、盆栽土壤中無機(jī)氮形態(tài)轉(zhuǎn)化(NH4+、NO3-)。通過土壤酶學(xué)和基于土壤微生物分子生態(tài)的手段提取土壤DNA,并通過PCR-DGGE對(duì)參與土壤硝化過程的氨氧化細(xì)菌和氨氧化古菌的多態(tài)性進(jìn)行了研究。
[主要結(jié)果]
?。保?/font>DCD在砂土上各濃度處理的硝化抑制率為96.5%-99.3%(98.3%),在粘土上為34.0%-85.6%(77.6%),在壤土中硝化抑制率為49.3%-79.4%(67.6%),總體硝化抑制率表現(xiàn)為砂土粘土壤土。在砂土上DCD的劑量效應(yīng)不明顯,如DCD用量從純氮的1%增加到7%時(shí),土壤中N03--N含量在30d時(shí)僅增加了1.9～10.7mg·kg-1,而在壤土和粘土中,土壤N03--N含量隨DCD濃度的增加而顯著下降,存在明顯的劑量效應(yīng)。施用DCD可顯著抑制新疆石灰性土壤的硝化作用過程,在砂土、壤土、粘土中DCD的最佳濃度分別為純氮用量的6%、7%、7%,并在30d內(nèi)發(fā)揮顯著的作用。
?。玻?/font>DMPP在砂土上的施用效果最好,在30 d時(shí)各濃度處理的硝化抑制率為96.2%-99.7%(98.9%),壤土中硝化抑制率為96.4%-99.4%(98.2%),粘土中硝化抑制率為93.0%-98.5%(96.6%),在3種質(zhì)地土壤中總體表現(xiàn)為DMPP的施用效果是砂土壤土粘土。
?。常?/font>Nitrapyrin(劑型1)在砂土上的施用效果最好,在30d時(shí)各濃度處理的硝化抑制率為98.9%-99.95%(99.5%),壤土中硝化抑制率為41.7%-99.6%(85.6%),粘土中硝化抑制率為48.2%-81.7%(68.5%)。在3種質(zhì)地土壤中總體表現(xiàn)為劑型1的施用效果是砂土壤土粘土。劑型1的劑量效應(yīng)在砂土中不明顯,而在壤土和粘土中,土壤NO3--N含量隨劑型1濃度的增加而顯著下降,存在明顯的劑量效應(yīng),而且在濃度由0.25%增加到0.5%時(shí)其硝化抑制率并無差異(p0.05)。在砂土、壤土、粘土中劑型1的最佳濃度分別為尿素用量的0.1%、0.25%、0.3%。
?。矗?/font>Nitrapyrin(劑型2)在砂土上的施用效果最好,在30d時(shí)各濃度處理的硝化抑制率為97.9%-99.7%(98.5%),壤土中硝化抑制率為40.2%-95.5%(77.6%),粘土中硝化抑制率為38.9%-92.2%(62.6%),在3種質(zhì)地土壤中總體表現(xiàn)為劑型2的施用效果是砂土壤土粘土。劑型2的劑量效應(yīng)在砂土中不明顯,而在壤土和粘土中,土壤NO3--N含量隨劑型2濃度的增加而顯著下降,存在明顯的劑量效應(yīng)。在砂土、壤土、粘土中劑型2的最佳濃度分別為尿素用量的0.1%、0.4%、0.45%。
?。担?/font>7%DCD、1%DMPP、0.25%劑型1、0.1%劑型2對(duì)砂土的硝化抑制率均達(dá)到了99%以上,且四者之間并無顯著差異(p0.05),4種硝化抑制劑在砂土上的效果較為一致。在壤土上,4種硝化抑制劑的作用效果為0.5%劑型11%DMPP0.4%劑型27%DCD。在粘土中,硝化抑制效果總體表現(xiàn)為1%DMPP0.45%劑型27%DCD0.3%劑型1。
?。叮?/font>添加硝化抑制劑顯著抑制土壤中NH4+向NO3-的轉(zhuǎn)化。不論與Urea還是ASN配施,土壤的硝化抑制效果均表現(xiàn)為DMPPNitrapyrin DCD。
?。罚?/font>施用硝化抑制劑能夠提高土壤中過氧化氫酶、蛋白酶、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶、羥胺還原酶活性,降低土壤中脲酶活性。施用硝化抑制劑對(duì)土壤中氨氧化細(xì)菌、氨氧化古菌的結(jié)構(gòu)多樣性產(chǎn)生一定的影響。
８）與Urea、ASN處理相比,在兩種氮源上施用硝化抑制劑均能提高小青菜產(chǎn)量及干物質(zhì)重和品質(zhì)、葉片中SPAD值,同時(shí)能夠降低小青菜葉片和葉柄中硝酸鹽含量。如在相同施氮條件下,小青菜生長(zhǎng)初期(15d)時(shí)Urea+DCD、Urea+DMPP、Urea+Nitrapyrin處理葉片中的N03--N含量與Urea相比分別降低了10.8%、17.8%、1.6%,葉柄中的N03--N含量分別降低了3.7%、14.3%、1.0%;ASN+DCD、ASN+DMPP、ASN+Nitrapyrin處理葉片中的NO3--N含量與ASN相比分別降低了11.2%、22.6%、8.9%,葉柄中的NO3--N含量分別降低了24.0%、22.6%、14.8%。與Urea相比,Urea+DCD、Urea+DMPP、Urea+Nitrapyrin處理產(chǎn)量分別增加了18.2%、14.5%、17.7%,干物質(zhì)重分別增加了13.7%、18.8%、23.5%。
[結(jié)論]
１）三種硝化抑制劑均能顯著抑制土壤的硝化作用,DCD硝化抑制效果總體表現(xiàn)為砂土粘土壤土,而Nitrapyrin、DMPP硝化抑制效果總體表現(xiàn)為砂土壤土粘土。不同NI劑型在相同劑量的硝化抑制效應(yīng)表現(xiàn)DCD Nitrapyrin(劑型1、劑型2)DMPP。
?。玻?/font>1%-7%(基于純氮量)的DCD僅在壤土與粘土中存在明顯的硝化抑制作用的劑量效應(yīng)；在1%-7%(基于純氮量)的濃度范圍內(nèi),DMPP對(duì)3種土壤的硝化抑制作用無顯著的劑量效應(yīng)；0.1%-0.5%(基于尿素量)的Nitrapyrin(劑型2)僅在壤土與粘土中存在明顯的硝化抑制作用的劑量效應(yīng)；Nitrapyrin(劑型1)在低濃度(0.1%-0.25%)條件下存在明顯的劑量效應(yīng),當(dāng)用量大于0.25%劑量效應(yīng)不明顯,因此Nitrapyrin(劑型1)的最佳施用劑量為基于尿素施用量的0.25%。
３）施用DCD、DMPP、Nitrapyrin3種硝化抑制劑均可減少小青菜地上部NO3-的含量,提高小青菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。
?。矗?/font>硝化抑制劑對(duì)土壤氮素轉(zhuǎn)化的酶活性和氨氧化細(xì)菌與氨氧化古菌群落結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性有明顯的影響。
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