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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

氮素既是植物所必需的大量元素，又是肥料三要素之一，在农业生产中直接影响作物的产量和质量，因此，氮素的高效利用成为生产实践中关键问题。但是，土壤中存在许多种氮素损失途径，直接减少了土壤中作物可利用态氮量，降低氮肥的增产效益，其中，以硝化作用最为突出。氮素经硝化作用生成的硝酸盐，在土壤中移动性极大，极易淋溶损失，再则硝化过程中也伴有n₂o的逸失。n₂o作为一种重要的温室气体，影响全球的气候变化，而且还具有对平流层臭氧的破坏作用（蔡延江等，2012）。硝化抑制剂的应用可以在一定程度上抑制硝化速率，减少氮素的损失，同时降低n₂o对大气的破坏。

本课题研究有助于明确硝化抑制剂对氮素损失及温室气体n₂o排放的影响，为实际生产中合理高效地使用硝化抑制剂及控制温室气体排放提供依据。同时，深化硝化过程微生物学机理的理论内涵。

国内外研究现状

土壤中硝化作用是在微生物的作用下进行的，主要包括氨氧化细菌（aob）和古菌（aoa）。已知氨氧化微生物特有的一种胞内酶——氨单加氧酶（amo)可催化nh₃氧化生成羟胺,为该类微生物提供能量（武志杰等，2008）。硝化抑制剂能抑制微生物的活性（通过与氨氧化微生物的amo 竞争底物、螯合amo的活性位点或被amo氧化后的产物抑制其他蛋白质等方式）抑制硝化作用（张苗苗等，2014）。

目前农业中常用硝化抑制剂有双氰胺（dcd）、3，4-甲基吡唑磷酸盐（dmpp）、乙炔、2-氯-6-三氯甲基吡啶（nitrapyrin）、芳香族化合物等，均具有效率高、成本低、施用方便安全和对环境影响小的优点（张苗苗等，2014）。适量硝化抑制剂与肥料同时施入土壤被认为是最有效的农田土壤n₂o减排措施技术之一，其中dcd的应用得最为广泛。众多研究结果表明，dcd施用可有效减少土壤的n₂o排放量（尹高飞等，2015）。dmpp是一种对硝化细菌（aob）有毒的生物抑制剂（孙艳楠等，2013）。weiske（2001）试验结果表明，施用含dmpp的氮肥可减少土壤中23%硝态氮的损失。

2. 研究的基本内容

(1) 比较不同硝化抑制剂对无机氮素转化的影响；

(2) 比较不同硝化抑制剂对温室气体N₂O排放的影响；

(3) 比较硝化抑制剂对土壤中不同类型微生物的丰度的影响。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

(1) 查阅文献，选取三种新型硝化抑制剂；

(2) 向土壤添加尿素及硝化抑制剂，进行微宇宙培养；

4. 参考文献

蔡延江,丁维新,项剑.土壤n₂o和no产生机制研究进展.土壤(soils),2012,44(5):712-718.

武志杰,史云峰,陈利军.硝化抑制作用机理研究进展.土壤通报,2008,39(4):962-970.

张苗苗,沈菊培,贺纪正,张丽梅.硝化抑制剂的微生物抑制机理及其应用.农业环境科学学报,2014,33(11):2077-2083.

尹高飞,翟梦瑜,苏帅,王鹏飞,何晓明,侯一博.农田土壤氧化亚氮排放及其控制研究.河北农业科学,2015,19(3):80-84.