不同母质发育水稻土N2O消耗潜力及环境影响因素

来源：中国土壤与肥料杂志2024年第4期北京时间：

作者：杨曼，钟金梅，王薇，赵丽娅，李兆华，李昆，王玲

单位：(1.湖北省区域发展与环境响应重点实验室，湖北大学，湖北 武汉 430062;2.湖北省农村安全饮用水工程技术研究中心，湖北 武汉 430062)

摘要：土壤是N2O的源和汇，在淹水和厌氧条件下具有消耗N2O的能力。稻田土壤长期处于淹水状态，为N2O的消耗提供了有利的环境，从而减少了N2O排放。目前，有关稻田土壤N2O排放的相关研究已有很多，但关于稻田表层土壤N2O的消耗能力及其与环境因素之间的关系研究较少。研究采集了第四纪红壤母质发育的壤土、湖积物砂土发育的砂质壤土、冲积土发育的粉砂质黏壤土3类土壤的各3个表层(0～5 cm)水稻土，风干后将其回填至具有5 cm深土柱的培养装置内，在土柱底部添加N2O和添加氦气(He，对照)两个处理，于28℃下恒温淹水厌氧培养96 h。培养期间监测各土壤N2O、N2的动态变化，以及培养前后土壤养分的变化，量化N2O消耗量和N2增量，以期揭示稻田表层土壤N2O的消耗能力及其与环境因素之间的关系。结果表明，土壤剖面积累的N2O有95.01%～99.92% 被稻田表层土壤吸收，其中被还原为N2的N2O量占总消耗量的64.50%～83.64%，表明淹水厌氧状态下，不同的水稻土均具有很强的N2O吸收和消耗能力。研究还发现，3类土壤N2O的消耗存在一定差异，其中影响砂质壤土N2O消耗的主要环境因子为土壤砂粒含量，且两者之间存在显著的线性相关关系(R2=0.964，P=0.000)；土壤黏粒、粉砂粒、pH是粉砂质黏壤土N2O消耗的主要环境影响因素，其中土壤黏粒与其消耗量呈显著线性相关(P<0.05)；土壤速效钾和铵态氮增加量是影响壤土N2O消耗的主要环境因子，其消耗量与速效钾之间在0.01水平上显著正相关。这些结果表明，土壤可溶性有机碳、土壤质地、土壤速效钾等是影响稻田土壤N2O消耗的重要环境因子，且不同土壤N2O消耗的环境影响因子存在差异，这将为调节土壤N2O排放提供重要参考。

关键词：表层水稻土;N2O消耗;土壤pH;土壤可溶性有机碳;土壤质地;淹水缺氧

基金资助：基金项目:国家自然科学基金(41807043)；湖北省区域发展与环境响应重点实验室基金项目[2020(A)003，2021(A)002]。