短期培养下抑制剂烯丙基硫脲对土壤硝化作用及微生物的影响

硝化抑制剂烯丙基硫脲（ATU）对土壤硝化作用及温室效应的影响及机理尚不清楚。本研究采集典型旱地土壤,进行21天室内微宇宙培养,探究了氮肥与不同剂量ATU（分别为氮素用量的1%, 5%, 10%, 15%和20%）配施对土壤硝化作用及N2O和CO2排放通量的影响,并通过实时荧光定量PCR和高通量测序16S rRNA基因技术监测硝化微生物群落变化,同时与传统硝化抑制剂双氰胺（DCD）进行了保氮减排效果的对比。结果表明,与未施加氮肥的对照相比（CK）,单施氮肥（N）显著提高了土壤硝化强度并促进了N2O排放。DCD能显著抑制硝态氮和N2O的积累,抑制效率分别为68.6%和93.3%。而低浓度ATU对土壤硝化作用无影响,仅在高浓度具有抑制效应,且抑制效率最高仅为14.7%。所有ATU处理N2O排放量均显著降低,降幅为60.3～68.2%,仍远高于DCD处理。处理间N2O和CO2的综合温室效应强弱顺序为N>ATU+N>DCD+N≈CK,且不同ATU施用量处理之间差异不显著。相关分析发现氨氧化细菌（AOB）,而不是氨氧化古菌（AOA）和全程氨氧化细菌（Comammox）,与土壤硝态氮积累和N2O排放显著正相关,与土壤pH显著负相关。高通量测序结果表明Nitrosovibrio tenuis类型AOB对氮肥诱导的硝化过程起主导作用。除此之外,ATU和DCD还能显著提高Cupriavidus,并降低Patulibacter、Aeromicrobium、Actinomycetospora、Defluviicoccus和Acidipila等微生物属在群落中的相对丰度。该研究为深化土壤碳氮循环理论,合理使用硝化抑制剂以及减缓温室气体排放提供科学依据。     

春玉米田施用双氰胺和硫包衣尿素的节本减排效果分析

氧化亚氮（N2O）是一种重要的温室气体,农田土壤是其重要的排放源.本研究利用温室气体自动测定系统,对华北平原春玉米农田尿素（U）、尿素添加10％双氰胺（DCD1）、尿素添加5％双氰胺（DCD2）、硫包衣尿素（SCU）和不施肥（CK）5个不同施肥处理土壤进行N2O测定,以分析双氰胺和硫包衣尿素对土壤N2O排放的影响.结果表明,（1）各处理N2O排放总量顺序为U＞SCU＞ DCD2＞DCD1＞CK,各处理的排放系数在0.20％ ～0.71％,与单施尿素相比,DCD1、DCD2分别减少N2O排放59.5％、47.1％,硫包衣处理的N2O排放与尿素处理差异不显著,但两者的N2O排放均极显著高于添加DCD的处理（P＜0.01）.（2）排放高峰是伴随土壤孔隙含水量（WFPS）明显上升而发生的,各施肥处理N2O的排放通量与土壤WFPS呈极显著相关关系（P＜0.01）.（3） DCD2施肥方案每减排1tCO2-eq的同时可减少支出约178元,表明此方案可作为减少春玉米农田N2O排放的技术措施.     

双氰胺对土壤酶活性的影响

本文选用沈阳市东陵区天拄山耕作棕壤,采用室内培养试验研究了双氰胺对土壤酶活性的影响情况。双氰胺对土壤中性磷酸酶活性的影响主要在培养的前20天,表现为显著的抑制作用;对土壤脲酶活性的影响主要在培养的第20、30天时表现为显著的抑制作用;对土壤过氧化氢酶活性的影响在培养的第30天时表现为显著的激活作用;对土壤转化酶活性影响不大。     

Effects of concentration,incubation temperature,and repeated applications on degradation kinetics of dicyandiamide (DCD) in model experiments with a silt loam soil

Summary The kinetics of dicyandiamide (DCD) decomposition were studied (at 80% water-holding capacity) in pretreated and non-pretreated soils, using model experiments. DCD was added in different concentrations (6.7, 16.7, and 33.3 g DCD-N g^–1 dry soil) and incubated at various temperatures (10°, 20°, and 30°C). Additionally, DCD decomposition was examined in sterile soil (with or without Fe₂O₃) after inoculation with a DCD-enrichment culture. In the sterile variant, (30°C)the applied dicyandiamide concentration remained constant, even after 36 days. In the sterilized and reinoculated variant, DCD disappeared within 7 days. Addition of Fe₂O₃ powder to the sterilized soil had no effect on DCD degradation. In the pretreated soils, DCD mineralization started immediately at all temperatures and concentrations without a lag phase. A temperature increase of 10°C doubled the mineralization rate. The mineralization rates were independent of the initial concentrations. In the non-pretreated soils (except at 30°C with 16.7 and 33.3 g DCD-N g^–1 dry soil) DCD decreased only after a short (30°C) or a long (10°C) lag phase. These results suggest that an inducible metabolic degradation occurred, following zeroorder kinetics.     

施肥对蔬菜硝酸盐累积的影响研究

试验研究施肥对福州市多种蔬菜硝酸盐含量影响结果表明 ,农户传统施肥方式蔬菜硝酸盐含量为 5 9.5～374 3.1mg/kg,平均硝酸盐含量为绿叶菜类 >白菜类 >葱蒜类 >根茎类 >瓜类 >豆类 >茄果类 ,且同类不同品种蔬菜硝酸盐含量也存在差异。以WHO/FAO规定的允许值为标准评价绿叶菜类超标最重 ,其次为白菜类和葱蒜类 ,其他 4类未超标。化肥纯N施用量为 4 5 0kg/hm2 时 ,化学N肥对蔬菜硝酸盐累积的贡献率 >85 % ,其中不同品种N肥贡献率依次为NH4NO3 >NH4HCO3 >CO(NH2 ) 2 >(NH4) 2 SO4>NH4Cl。N肥施用量与蔬菜硝酸盐累积量呈正相关 ,双氰胺施用量与蔬菜硝酸盐累积量呈负相关。等N量下蔬菜硝酸盐累积量随基肥所占比例减少、追肥所占比例增大而增大 ,且随追肥后时间推移呈直线下降。配施有机氮可降低蔬菜硝酸盐含量 ,降幅施厩肥 >土杂肥。调整与优化蔬菜品种及施肥结构 ,采用“重头、稳中、控尾”施N方式 ,根据蔬菜食用卫生要求选择N肥用量及其使用安全期与双氰胺用量 ,可降低蔬菜硝酸盐含量。     

Nitrification Inhibitor Reduces Nitrous Oxide Production from Different Soil Profiles of an Andosol Soil

A laboratory incubation was conducted to evaluate nitrous oxide (N₂O) production during nitrification and the effect of a nitrification inhibitor on N₂O production from different profiles in a Japanese orchard Andosol. Soils were collected from five profiles: A1, A2, Bw1, Bw2, and BC. The soils were treated with ammonium sulfate at the rate of 200 mg N kg^?1 with or without dicyandiamide (DCD) and incubated under aerobic conditions for 32 days. The net nitrification rate without DCD during the first 8 days was greater in the surface soils than in the subsurface soils. Accordingly, the surface soils showed a greater cumulative N₂O production than the subsurface soils. Application of DCD significantly reduced the nitrification rate and thus N₂O production from any depths of soils by 33.8 to 62.9%. Our study showed that substantial N₂O was produced from the subsurface soil, although the amount was less than from the surface soils.     

双氰胺对甘蔗渣基质栽培蔬菜硝酸盐积累的影响

以菜薹(菜心)、菠菜、生菜、大白菜为材料,采用甘蔗渣作基质栽培,于收获前20d施用双氰胺,研究其对该4种蔬菜硝酸盐积累的效应。结果表明,施用双氰胺显著减少了菜心、菠菜、生菜、大白菜的硝酸盐积累,使可食部分硝酸盐含量分别降低了24.9%、27.1%、39.1%和41.6%,而对产量和品质无不良影响,还可显著提高大白菜VC含量。     

两种氮肥不同用量及添加双氰胺对蔬菜品质和土壤氮形态的影响

采用网室盆栽结合田间小区试验,研究了两种氮肥(尿素和硝酸铵)不同用量及其添加双氰胺对土壤铵态氮、硝态氮、土壤硝化细菌动态变化的影响,以及与空心菜、菠菜中硝酸盐、产量和品质关系。结果表明,2种氮肥不同用量都与空心菜的产量呈显著或极显著的二次曲线关系,与土壤铵态氮和硝态氮、以及蔬菜中硝酸盐含量呈正相关。不论施用尿素还是硝酸铵的处理,添加双氰胺都有利于提高蔬菜产量和维生素C、降低土壤中硝化细菌数量、减缓铵态氮的转化,从而减少蔬菜对硝酸盐的吸收。不论是减少土壤硝化细菌数量、减少土壤硝态氮含量、增加土壤铵态氮含量,还是减少菜体硝酸盐含量的效果上来看,在尿素中添加双氰胺处理的效果均好于在硝酸铵中添加双氰胺的处理,证实了双氰胺作为一种硝化抑制剂,能有效抑制硝化细菌数量,从而降低土壤硝态氮含量,最终导致降低菜体硝酸盐含量。     

硝化抑制剂对毛竹林土壤N_2O排放和氨氧化微生物的影响

为了探索硝化抑制剂在毛竹生产中的施用技术,通过培养试验研究3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)两种硝化抑制剂对毛竹林施用尿素后土壤N2O排放、氮素转化和相关氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)群落结构和丰度的影响。试验设(1)对照(CK)、(2)单施尿素(Urea)、(3)尿素+1%DMPP(DMPP占总N的1%,下同);(4)尿素+1.5%DMPP;(5)尿素+10%DCD;(6)尿素+15%DCD等6个处理,测定N2O的排放动态以及气体排放转折点时的土壤特征指标。结果表明:与单施尿素相比,160 d的时间内两种DMPP用量处理的土壤N2O累积排放减排幅度均为54%,而10%DCD和15%DCD处理的土壤分别减少28%和41%。DMPP和DCD处理50 d和90 d时土壤的NH4+-N含量均显著高于(p0.05)单施尿素处理,而NO3--N含量和表观硝化率则恰好相反,但两种抑制剂间无差异。DMPP处理的AOB群落结构的变化从10 d开始显现,至50 d和90 d时仍保持明显的抑制状态,而DCD处理则至90 d时抑制作用基本消失。单施尿素AOB功能基因(amo A)的丰度均显著高于硝化抑制剂处理(90 d时尿素+10%DCD处理除外);在整个培养期内,尿素和对照土壤的AOA群落结构相似,硝化抑制剂反而增加了AOA功能基因的丰度,表明硝化抑制剂对AOA丰度无明显抑制作用。即两种硝化抑制剂主要通过抑制AOB起作用;调节土壤p H至中性范围,并在1%DMPP施用条件下,硝化抑制剂的抑制效果最显著。     

双氰胺对无土栽培菜薹硝酸盐积累的影响

 研究了双氰胺对甘蔗渣基质培菜薹硝酸盐积累的影响。结果显示, 采收前20 d施用双氰胺的处理, 其基质中的NO ₃^-_-N含量比不施双氰胺处理的低, 而NH₄⁺-N含量较高; 双氰胺显著降低菜心硝酸盐含量, 而对产量无明显影响。