硝化抑制劑DMPP對(duì)氮素轉(zhuǎn)化的影響及其作用機(jī)理研究.pdf

1、尿素是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的肥料，但在一般情況下，尿素的利用率很低。尿素施入土壤后在脲酶的作用下水解成氨，經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為易于移動(dòng)的硝態(tài)氮，增加了氮素淋失和N2O排放的風(fēng)險(xiǎn)。因此，調(diào)控硝化過(guò)程是減少氮素?fù)p失的有效途徑。目前的研究表明，施用硝化抑制劑是一種有效的氮肥管理措施，能通過(guò)抑制氨的氧化，有效減少施肥導(dǎo)致的氮素淋失和N2O排放，提高氮肥利用率。3，4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)是一種新型的硝化抑制劑，具有用量低、抑制效果好的

2、優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)土壤和作物均沒(méi)有毒害作用。本研究旨在調(diào)查DMPP在特定土壤上的抑制效果和影響范圍，了解DMPP在土壤微生物學(xué)和酶學(xué)上的作用，探討DMPP的作用機(jī)制，為DMPP的合理施用提供理論依據(jù)。具體研究結(jié)果如下:
　　 1、硝化抑制劑DMPP在不同土壤中的抑制效果不同。在培養(yǎng)期內(nèi)，四種土壤的pH和銨態(tài)氮含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，硝態(tài)氮含量和表觀硝化率呈逐漸上升的趨勢(shì)。與單施尿素相比，施用DMPP顯著增加了土壤pH和銨態(tài)氮含量，降

3、低了硝態(tài)氮含量和表觀硝化率。在水稻土和潮土中，單施尿素處理的硝化過(guò)程到第14天時(shí)基本完成，施用DMPP使硝化過(guò)程延長(zhǎng)了28天完成。在黑土和紅壤中，尤其是紅壤，硝化過(guò)程相對(duì)緩慢，施用抑制劑雖然降低了土壤的表觀硝化率，但降低的程度低于水稻土和潮土。
　　 2、硝化抑制劑DMPP改變了土壤微域環(huán)境（包括水平和垂直方向）中的氨氧化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，這種改變與土壤pH和無(wú)機(jī)氮的變化有關(guān)。在施肥區(qū)內(nèi)，施用DMPP顯著提高了土壤pH、銨態(tài)氮含量和

4、無(wú)機(jī)氮總量，同時(shí)顯著降低了土壤中硝態(tài)氮的含量，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑制作用。在0-5cm范圍內(nèi)（包括水平和垂直方向），DMPP的抑制作用隨著與施肥區(qū)距離的增加而逐漸減弱。單施尿素時(shí)，DGGE條帶數(shù)量在水平和垂直方向上均是從施肥區(qū)開始逐漸減少，與銨態(tài)氮含量的變化趨勢(shì)一致。相反，施用DMPP時(shí)，DGGE條帶數(shù)量在水平和垂直方向的0-5cm內(nèi)均呈增加趨勢(shì)。兩個(gè)處理相比，施用DMPP處理的條帶數(shù)量在0-3cm內(nèi)低于單施尿素處理，而在3-5cm內(nèi)則高于單

5、施尿素處理。DGGE條帶的DNA序列分析表明本試驗(yàn)中氨氧化細(xì)菌的主要種類屬于亞硝酸螺菌。
　　 3、硝化抑制劑DMPP通過(guò)抑制氨氧化細(xì)菌的生長(zhǎng)有效延緩了土壤中的硝化過(guò)程。施用DMPP顯著減少了氨氧化細(xì)菌的數(shù)量，提高了土壤pH和銨態(tài)氮含量，降低了亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮含量，而對(duì)氨氧化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)無(wú)明顯影響。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，DMPP的抑制效果逐漸減弱。在培養(yǎng)的前35天，不同用量DMPP處理之間的氨氧化細(xì)菌數(shù)量無(wú)顯著差異，從第35天起0

6、.5％DMPP處理的氨氧化細(xì)菌數(shù)量顯著高于1％DMPP和2％DMPP處理。
　　 4、施用硝化抑制劑DMPP對(duì)尿素水解過(guò)程和硝態(tài)氮的還原過(guò)程無(wú)顯著影響。在整個(gè)培養(yǎng)期內(nèi)，土壤脲酶、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和羥胺還原酶活性在單施尿素處理和施用DMPP的處理之間均無(wú)顯著差異，且在不同用量的DMPP處理之間也無(wú)顯著差異。
　　 5、施用DMPP顯著減少了溫室氣體N2O和CO2的排放量，但是增加了氨的揮發(fā)。與單施尿素相比，施用DM

7、PP延長(zhǎng)了氨揮發(fā)的持續(xù)時(shí)間，顯著增加了氨揮發(fā)總量。不同處理土壤中的N2O和CO2釋放趨勢(shì)相似，二者的釋放高峰在單施尿素處理中處于培養(yǎng)前期（1-7天），而在施用DMPP的處理中處于培養(yǎng)后期（20-35天）。與單施尿素相比，施用DMPP顯著減少了N2O和CO2的排放總量。不同用量的DMPP對(duì)氨揮發(fā)量無(wú)顯著影響，但是1％DMPP處理的N2O和CO2排放量顯著低于0.5％DMPP處理，且與2％DMPP處理無(wú)顯著差異，因此推斷DMPP在潮土中的適