氨氧化过程中稻壳生物炭抑制酸性农田土壤N2O排放

摘要

为探明在土壤环境有利于氨氧化作用发生的条件下,稻壳生物炭对酸性农田土壤N2O排放的影响,将生物炭分别按质量比0%(对照)、2%、5%和10%与土壤充分混匀,开展为期17d的室内静态土壤培养实验,研究土壤N2O排放速率的日变化以及整个培养期间的N2O累积排放量.同时,测定了培养终态土壤样品的pH值、NH4^+-N、NO3^--N、NO2^--N和溶解性有机碳(DOC)含量,分析稻壳生物炭对土壤N2O排放影响的机理.结果表明,不同稻壳生物炭添加量均显著抑制了酸性农田土壤的N2O排放(P<0.001),且以5%和10%处理的抑制作用最明显;与对照处理相比,2%、5%和10%处理的N2O累积排放量分别减少了87.68%、94.59%和96.90%.培养前后土壤pH值、NH4^+-N和NO3^--N含量的变化表明,稻壳生物炭显著促进了土壤的硝化作用,尤其是5%和10%处理.线性回归分析表明,土壤N2O排放速率与NO2--N含量显著正相关(P<0.01),且NO2^--N含量对N2O排放速率的解释程度为45%.由于稻壳生物炭促进了土壤的硝化作用,使NO2^-更易转化为NO3^-,减少了NO2^-积累,进而减少了通过硝化菌反硝化作用途径产生的N2O.培养结束时,5%和10%处理的DOC含量显著高于对照处理,但培养过程中,稻壳生物炭并未显著促进土壤有机碳矿化.