生物炭對菜地土壤N2O產生過程的影響機理研究

《生物炭對菜地土壤N2O產生過程的影響機理研究》是熊正琴為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：生物炭對菜地土壤N2O產生過程的影響機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：熊正琴
• 依託單位：南京農業大學

項目摘要

生物炭是綜合改良菜地土壤質量、減緩N2O排放的新興戰略。針對菜地施氮量高、澆灌頻繁、土壤酸化、N2O排放高等現狀，提出菜地土壤中可能同時存在多種途徑產生N2O，除了反硝化和自養硝化作用外，還可能存在硝化細菌反硝化、異養硝化、化學反硝化等重要途徑。本研究綜合運用乙炔+氧氣組合抑制法、15N同位素標記技術、DNA高通量測序技術，旨在①定量研究各種N2O產生途徑對菜地N2O排放的貢獻；②定量評價生物炭施用對各種N2O產生途徑、產物N2O比例的影響；③闡明生物炭影響菜地各種N2O產生途徑及產物N2O比例的主要控制因素與微生物驅動機制，明確生物炭能否減緩以及如何減緩菜地N2O排放的過程機理。擬解決的科學問題：①酸化菜地土壤是否存在硝化細菌反硝化或異養硝化作用及其貢獻；②生物炭如何影響菜地各種N2O產生過程及其微生物驅動機制。研究結果將為減緩菜地N2O排放以及生物炭綜合運用提供科學依據。

結題摘要

生物質炭是綜合改良菜地土壤質量、減緩N2O排放的新興戰略。針對菜地施氮量高、澆灌頻繁、土壤酸化、N2O排放高等現狀，本研究綜合運用抑制劑法、15N同位素標記技術、DNA高通量測序技術，定量研究生物質炭和硝化抑制劑對典型菜地活性氣態氮排放強度的影響，辨析生物質炭施用後菜地N2O的產生途徑，對比生物質炭對菜地和稻田溫室氣體排放關鍵微生物功能基因豐度的影響。本研究闡明了生物質炭如何影響菜地N2O產生過程及其微生物驅動機制，追蹤生物質炭老化過程對不同菜地土壤N2O排放的影響，揭示了生物質炭減緩稻田和菜地溫室氣體排放的長期效應，研究結果為減緩菜地N2O排放以及生物質炭綜合運用提供科學依據。研究成果被《科技日報》等報導(04/15/2015)，已發表標註本基金資助學術論文SCI 25篇（其中第一標註19篇），中文15篇（其中第一標註9篇）。項目申請人榮獲江蘇省十大青年科技之星；培養畢業碩士研究生9名，博士研究生5名，其中3名研究生獲得國家獎學金（張曉旭、范長華、畢智超）。