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南京土壤所土壤硝态氮同化过程研究取得进展

2017.9.27

　　农田土壤硝态氮的径流和淋溶加剧了地表水体富营养化和地下水硝酸盐污染，其根源在于施入的铵态氮肥在短时间内转变成易流失的硝态氮。因此，控制土壤中硝态氮的产生和累积是减少氮素损失的关键措施之一。已有研究发现，氮肥配施硝化抑制剂可以抑制硝态氮产生和淋洗，但硝化抑制剂亦会增加氨挥发损失并造成土壤有机污染。而通过提高土壤硝态氮同化速率降低土壤硝态氮浓度一直未受重视。该过程独具优势，它将硝态氮转变为微生物生物量氮进行短期储存随后可以发生再矿化，具有保氮功能且环境友好。

　　中国科学院南京土壤研究所研究员王慎强课题组博士程谊，利用15N稀释和示踪技术，发现了加入菜籽饼、鸡粪甚至提高大气CO2浓度等碳源调节手段对土壤硝态氮同化速率均没有显著影响（Biology and Fertility of Soils, 2015；Soil Biology & Biochemistry, 2016），而加入牛、羊粪则可以提高硝态氮同化速率（Biology and Fertility of Soils, 2016）。前期研究结果表明，加入农作物秸秆、阔叶林凋落物等碳源提高了土壤硝态氮同化速率（Biology and Fertility of Soils, 2012；Plant and Soil, 2014）。

　　基于此，采用整合分析的方法，在全球范围内搜集到19篇文章计47个数据点，进一步综合评价了外源碳输入对土壤硝态氮同化速率的影响。结果表明，外源碳的数量和质量决定了其对硝态氮同化的刺激作用与否。简单碳源如葡萄糖，当其加入量超过500 mg C kg-1时即可以提高硝态氮同化；复杂碳源如秸秆、动物粪便，仅当其C/N比超过18后才能提高硝态氮同化（Soil Biology & Biochemistry, 2017）。在《土壤学报》上撰写了题为《应重视硝态氮同化过程在降低土壤硝酸盐浓度中的作用》的综述文章，进一步强调了加入特定的碳源提高硝态氮同化是不争的事实，希望加强硝态氮同化在降低土壤硝酸盐累积方面的研究，并提出了针对该过程未来亟待解决的关键问题。针对土壤硝态氮同化过程的研究工作于2016年得到了国家基金委自然科学基金面上项目的资助。