壽光設施菜田土壤菌群與氧化亞氮排放模式研究.pdf

1、山東省壽光市設施蔬菜的規(guī)?；l(fā)展，在為菜農帶來更高的經濟效益的同時，也因其高水肥投入的特點，造成了菜田土壤質量衰退、投入的氮素大量損失以及以氧化亞氮（N2O）為代表的土壤溫室氣體排放量增加等環(huán)境問題。氧化亞氮是是一種強有力的溫室氣體（GHG），它的溫室效應約是同分子CO2的300倍。在過去一百年間，隨著工農業(yè)的發(fā)展，氧化亞氮排放量急劇升高，它對全球氣候變化的影響不容忽視。據(jù)估計平均每年土壤過程貢獻了全球氧化亞氮排放的56％-70%（10

2、.3-12.8Tg Nyr-1）。山東省壽光市一長期定點監(jiān)測設施菜田的前期研究表明，該菜田土壤受到田間水肥管理措施的強烈影響，呈脈沖式排放氧化亞氮氣體。本研究選取該設施菜田作為研究對象，研究其微生物菌群特征和氣體排放規(guī)律。
　　首先，對該設施菜田與棚外糧田的土壤菌群結構和反硝化功能基因豐度進行了對比。結果表明設施菜田與棚外糧田具有不同的土壤細菌群落結構，并且土壤細菌總量顯著高于棚外糧田，然而兩種反硝化功能基因（nirS，nosZ）

3、相對豐度并沒有顯著變化。菜田各處理土壤菌群總體結構受灌溉施肥和時間推移的影響較小，保持穩(wěn)定；nosZ功能基因豐度在灌溉施肥后顯著上升。
　　為了研究氮轉化過程中的氣體產生，我們建立了一套自動化反硝化培養(yǎng)物實時氣體檢測系統(tǒng)（ROBOT系統(tǒng)），并進行前期的方法創(chuàng)立和儀器運行狀態(tài)的評估。結果表明該系統(tǒng)具有良好的擴展性，通過對分析方法的改進，整個分析時間可以縮短1分鐘，并建立了含有氫氣和乙炔樣本的測定方法；測定準確，實驗數(shù)據(jù)真實可信，儀器

4、精密度良好，系統(tǒng)泄漏量較小。
　　此外，我們還進行了壽光設施菜田與棚外糧田的土壤培養(yǎng)實驗，利用ROBOT系統(tǒng)檢測土壤培養(yǎng)過程中的反硝化氣體的排放模式。結果表明與設施菜田相比，棚外糧田有相對低的N2O積累量和產物比，并且在厭氧初期氣體產生模式有所不同。菜田土壤N2O排放主要源于微生物的厭氧硝酸鹽呼吸，不同土壤管理方式僅與該呼吸過程的強度相關，而終止土壤厭氧狀態(tài)可以使N2O排放過程立即停止。據(jù)此提出了通過縮短因灌溉造成的土壤厭氧條件時