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摘 要

硝化抑制剂能有效调控土壤中氮素的转化速率。本文通过测定不同浓度的二甲基磷酸吡唑（DMPP）处理的洪泽湖不同地区的酸化土壤中的铵态氮和硝态氮的含量，研究不同浓度硝化抑制剂DMPP对洪泽湖不同地区酸化土壤硝化作用的影响。结果表明，DMPP可显著降低酸化土壤的硝化效率，并在一定范围内影响随浓度的增加而增大，洪泽湖区域酸化农田土的DMPP最佳施用浓度为1%-2%。此结果为洪泽湖酸化土壤改良提供理论基础。

关键词：硝化抑制剂，DMPP，酸化土壤，硝化效率

Abstract: Nitrification inhibitors can effectively regulate the rate of nitrogen transformation in soil. In this paper, the effects of different concentrations of nitrification inhibitor dimethylpyrazole phosphate (DMPP) on the nitrification of acidified soils from different areas of Hongze Lake area were studied by measuring the contents of ammonium and nitrate in the acidified soils treated by different concentrations of DMPP. The results showed that DMPP could reduce the nitrification efficiency of acid soil significantly, and the effect increased with the increase of the concentration within a certain range. The optimal application concentration of DMPP in the acidified farmland soil in Hongze Lake area was 1%-2%. This result provides a theoretical basis for the improvement of acidfied soil aroud Hongze Lake.

Key words: nitrification inhibitors, DMPP, acidified soil, nitrification efficiency

目 录

1 前言 4

1.1 氮肥的施用情况及其作用 4

1.2土壤硝化作用原理，意义及会影响硝化作用的因素 5

1.3硝化抑制剂 6

1.4 二甲基磷酸吡唑（DMPP） 7

2材料与方法 8

2.1 供试土壤与试剂 8

2.2 试验方法 8

2.3 测定方法 8

2.4 计算公式 10

2.5 数据分析 10

3 结果与分析 10

3.1 不同地区的土壤pH含量 10

3.2不同添加量DMPP对不同地区土壤铵态氮含量的影响 10

3.3 不同添加量DMPP对不同地区土壤硝态氮含量的影响 12

3.4 不同添加量DMPP对不同地区土壤硝化速率的影响 15

3.5 不同添加量DMPP对不同地区土壤硝化抑制率的影响 17

4 结 论 20

参考文献 21

1 前言

洪泽湖是我国第四大淡水湖，其周边地区亦是我国农业生产的主要地区。为了大力提高其周边地区的粮食产量，增施化肥是非常有效的措施，特别是增施氮肥对提高粮食产量的效果显著。但是，由于氮肥的过量使用，土壤无法消化氮肥中的氮元素，导致氮素的大量流失，成为导致洪泽湖周边土壤酸化严重的重要原因之一。并且氮素流失也会对洪泽湖水质以及周边地区的地表水和地下水资源产生严重不良影响。因此，近年来，如何提高土壤的硝化效率，降低氮肥中氮元素的流失是现今研究的热门要点。研究表明, 从氮素在土壤中的生物化学转化过程入手, 通过抑制剂的施用来调控氮素的转化, 减缓硝化过程的进行, 是实现氮肥高效管理与利用的有效手段^[1]。

1.1 氮肥的施用情况及其作用

1.1.1 氮在农业生态系统中的作用

氮是农业生态系统中最重要，也最复杂的元素^[2]。土壤中氮素大部分的存在方式是有机态，其百分之九十以上积累在土壤表层，它主要以氨氮，硝态氮（NO₃^--N），有机氮和气态氮的形式存在于土壤中，它在土壤中具有非常复杂的迁移转化过程，其主要作用包括氨化，硝化，硝化和矿化。氨化作用产生的氨是农作物重要的氮素营养，而且只需微生物活动旺盛就可以发生氨化作用。氮的硝化能力可以用来衡量土壤的供氮性能，此过程在微生物的作用下将氨转化成NO₃^--N，施加尿素可以提高土壤的硝化作用^[4]。反硝化的作用是将硝酸盐还原为氮气，从而减少土壤中氮的含量，并对作物生长产生不好的影响。反硝化作用是氮转移和转化过程中不可或缺的一部分。它可以减少由于浸出而流入河流和海洋的土壤中的NO₃^--N，并降低硝酸对土壤生物的毒害作用，减小其对农作物的破坏。矿化作用在土壤生态系统中是供给农作物所需氮素等养分的重要过程，土壤氮素的矿化与氮素的供应量关系密切，氮素的矿化量是土壤有机氮含量、矿化条件时间和生物分解性等的函数^[5]。。在一定条件下，通过微生物分解，土壤中的氮转化为有利于在适当条件下作物吸收的形式，而大多数的农作物吸收利用的主要是无机态的氮^[6]，农作物吸收利用土壤中无法直接吸收的有机氮的方式是通过氮素矿化作用释放为可以被吸收的无机态氮。

1.1.2 过量氮肥施用的危害

大量施用含氮元素的肥料，和氮元素利用率低之间的矛盾是一个非常严峻的问题。随着施氮量的增加，大量高产地区农田的环境问题也逐渐变得越来越明显。全球各个地方的研究部门对土壤化学和氮损失导致的环境污染问题，即硝酸根离子损失，导致水源“富营养化”以及反硝化反应的反应产物对于同温臭氧层的破坏给予了特别的关注。气态氮的排放量增多, 是导致一部分地下水的硝态氮含量超标、河流和湖泊水体的含氮量增高、水质的富营养化、鱼类死亡、藻华频发、近海赤潮频发等现象发生的根本原因^[7]。农业的长时间高效率发展会被这些这些问题严重影响。含氮肥料中氮元素的流失不仅污染了水资源和空气，而且会因为对于饮用水和农产品的污染严重危害人体健康：比如导致婴儿的皮肤发蓝（即蓝色婴儿综合症）和癌症发生。在施用过量氮肥的地区，作物抗病虫能力大幅下降，从而致使农药的大量使用。这些不仅增加了农业成本, 还加剧了环境质量的下降^[8]。

1.2土壤硝化作用原理，意义及会影响硝化作用的因素

1.2.1 硝化作用的原理

硝化作用即硝化细菌将土壤中的氨或铵盐氧化成硝酸的过程。土壤中的硝化作用一般分两个阶段进行：

① 氨在亚硝酸细菌的作用下被氧化成亚硝酸。

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