基于C-N調節(jié)的沼液灌溉土壤氮淋溶控制研究.pdf

1、隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，由養(yǎng)殖糞污處理帶來的沼液還田風險越來越受到人們的關注。畜禽養(yǎng)殖沼液最典型的特征之一是氨氮含量高而碳氮比低。已有靜態(tài)研究表明，沼液進入土壤后容易發(fā)生硝化反應及其氮淋溶。但是沼液連續(xù)灌溉能否促進土壤硝化和氮淋溶，以及提高沼液碳氮比能否減少氮淋失？目前鮮有報道。為此，論文以沼液灌溉下土壤氮循環(huán)的相關過程為切入點，以發(fā)現(xiàn)氮淋溶、表征氮淋溶、預防氮淋溶、解析氮淋溶和探討N2O排放為主線，通過模擬淋溶和微區(qū)試驗，探討沼液灌溉下

2、的土壤氮淋溶等過程，以及碳氮比（以DOC/TN表示，下同）對土壤礦化、氮淋溶和氮歸趨等的影響。
　　主要研究結果為：
　　（1）采用兩組微區(qū)試驗，改變施氮強度，按25 mm/周的負荷連續(xù)灌溉沼液12周，考察各施氮強度的氮淋溶等。結果表明，隨著施氮強度的提高，土壤氮淋溶逐步加劇。當施氮強度超過336 kg N/hm2時，沼液灌溉會抑制土壤異養(yǎng)微生物，促進自養(yǎng)硝化微生物，進而抑制土壤礦化，促進土壤硝化與氮淋失。進一步發(fā)現(xiàn)高施氮強

3、度的氮淋溶負荷在沼液灌溉后第4~6、10~11周最高。
　　（2）采用模擬土柱試驗，改變沼液DOC/TN，以12 mm/周的負荷連續(xù)灌溉沼液12周，考察土壤氮淋溶特征。結果表明，隨著沼液DOC/TN的提高，氮淋溶量逐漸降低。DOC/TN為0.9、2.3、7.3、12.3和17.3，氮淋溶量占施氮量的比例依次為31.1％、26.6%、2.26%、2.47%和3.45%。氮淋溶的降低可能是因為高DOC/TN對土壤反硝化和氮固持的促進，

4、DOC/TN7.3比12.3和17.3更利于反硝化，DOC/TN12.3和17.3比7.3更利于氮固持。因此提高沼液DOC/TN，可以有效地防止氮淋溶。與此同時，通過磷脂脂肪酸和16S rRNA分析土壤微生物群落結構，采用加權基因共表達網絡分析識別可能會影響土壤硝化的細菌，發(fā)現(xiàn)隨DOC/TN的升高，土壤微生物活動持續(xù)增強，且土壤細菌群落多樣性增大，不同細菌的豐度變化有所不同。所檢出的所有硝化細菌Nitrosomonadaceae_unc

5、ultured、Nitrospira、Nitrosospira和 Nitrosomonas在 DOC/TN0.9~7.3豐度最大，在 DOC/TN12.3和17.3豐度最小。Acidobacteriaceae_Subgroup_1_uncultured、Rhizomicrobium、Massilia和Lysobacter可能有利于硝化，Trichococcus等可能不利于硝化。
　?。?）在高土壤含水率的條件下，采用模擬土柱試驗，

6、改變沼液DOC/TN，按1.78~2.06mm/d的平均負荷連續(xù)灌溉沼液49 d，考察氮淋溶量、土壤殘留氮量和土壤N2O排放量。結果表明，高碳氮比更有利于土壤氮固持和呼吸作用，而不利于土壤硝化和N2O排放。試驗發(fā)現(xiàn)，在沼液灌溉過程中，土壤含水率較高時，施氮量的3.28%~4.21%被淋失，67.7%~104%進入大氣，0.77%~1.03%以 N2O形式排放，高土壤含水率可能抑制了土壤硝化和氮淋溶，即便如此，環(huán)境溫度升高也能促進高含水率