高粱分泌生物硝化抑制物(MHPP)的機制及其對土壤N2O排放的影響.pdf

1、農業(yè)生產中氮肥的施用是影響全球氮素循環(huán)的一個重要因素，在促進作物增產的同時，也對生態(tài)環(huán)境產生了巨大的影響。其中硝化作用是導致土壤中氮素損失的一個重要原因。這是因為銨態(tài)氮肥經過硝化作用轉變?yōu)橄鯌B(tài)氮后，只有一小部分為植物所吸收，而大量的硝態(tài)氮被淋失，或經反硝化作用形成氮氧化物進入大氣，這不僅導致氮肥利用效率降低，同時也引起了水體富營養(yǎng)化、大氣污染與溫室效應等問題。硝化抑制劑能專一抑制土壤中氨氧化微生物，在一些發(fā)達國家應用廣泛，由于生產成本高

2、，在我國農業(yè)生產中并沒有得到推廣。目前，在農作物中發(fā)現(xiàn)高粱具有分泌生物硝化抑制物質—對羥基苯丙酸(MHPP)。因此，本試驗利用高粱水培試驗研究了高粱分泌生物硝化抑制物MHPP的機制，研究內容主要是不同氮素形態(tài)對高粱分泌生物硝化抑制物MHPP的影響及其調控機制。其次，通過大田試驗、盆栽試驗、室內土壤培養(yǎng)試驗測定了高粱分泌的生物硝化抑制物的實際應用效果，主要內容包括生物硝化抑制劑對作物產量及氮肥利用率的影響以及其對土壤中銨硝濃度變化和溫室氣

3、體N2O排放的影響。
　　主要結果如下:
　　1.高粱在不同的氮源下水培后，銨態(tài)氮營養(yǎng)下的高粱根系大量分泌生物硝化抑制物MHPP，而硝態(tài)氮營養(yǎng)下的高粱根系幾乎沒有分泌MHPP。并且，MHPP的分泌速率隨著銨離子濃度的升高而增加。
　　2.利用對質子泵具有激活作用的殼梭孢菌素(Fusicoccin)和抑制劑釩酸鹽(Vanadate)處理高粱根系后發(fā)現(xiàn)，殼梭孢菌素能提高MHPP的分泌而釩酸鹽則導致其分泌降低，統(tǒng)計結果發(fā)現(xiàn)，

4、高粱分泌MHPP與根系分泌質子之間存在顯著的線性相關性。
　　3.大田試驗中，種植高粱的土壤中銨、硝濃度分別為33 mg/kg、98 mg/kg，而對照種植玉米的土壤中銨、硝濃度分別為28 mg/kg、119 mg/kg;盆栽試驗中，種植高粱的土壤中銨硝濃度分別為17 mg/kg、208 mg/kg，而對照種植玉米的土壤中銨、硝濃度分別為13 mg/kg、240 mg/kg;室內土壤培養(yǎng)試驗中，添加高粱根際分泌物的土壤中的銨態(tài)氮濃

5、度高，硝態(tài)氮濃度低，而對照土壤中的銨態(tài)氮濃度下降較快，硝態(tài)氮濃度增加也較快。
　　4.生物硝化抑制物在一定的程度上能抑制土壤N2O的排放。大田試驗中，種植玉米的對照土壤排放N2O的峰值為244μgN m-2 h-1，而高粱處理排放峰值為148μgNm-2 h-1;盆栽試驗中，沒有明顯的排放峰，但對照盆栽玉米的N2O排放通量明顯高于盆栽高粱;室內土培試驗中，對照的N2O排放峰值為20μgN m-2 h-1，而添加高粱根系分泌物的N2