針對(duì)當(dāng)前溫室蔬菜生產(chǎn)中氮素利用率低、損失嚴(yán)重導(dǎo)致資源浪費(fèi)和環(huán)境負(fù)效應(yīng)等問(wèn)題,本研究采用室內(nèi)好氣培養(yǎng)和~(15)N箱體模擬試驗(yàn)法相結(jié)合,運(yùn)用~(15)N同位素示蹤技術(shù)和16S rDNA高通量測(cè)序分析測(cè)試方法,探明了硝化抑制劑雙氰胺(DCD)和3,4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)調(diào)控下肥料氮去向、損失特征及微生物學(xué)機(jī)制,構(gòu)建了阻控溫室菜園施氮損失的氮素管理及硝化抑制劑調(diào)控方案,為溫室菜田溫室氣體減排,提高氮肥利用效率提供理論依據(jù)和一定的技術(shù)支持。主要研究結(jié)果如下:(1)在60%田間持水量條件下,施用DCD和DMPP的作用效果明顯優(yōu)于40%和80%田間持水量條件。該含水量條件下施用DCD和DMPP后能使土壤NH_4~+-N含量峰值出現(xiàn)的時(shí)間平均推遲2 d,并使土壤NO_3~--N含量顯著降低19.05%~40.97%,且配施純氮(N)量20%DCD或2%DMPP硝化抑制率分別達(dá)到79.21%和55.97%。施用10%、20%DCD或1%、2%DMPP能使土壤N_2O排放量顯著降低50.7%~55.9%,使N素氣態(tài)損失率降低35.86%~40.44%。(2)對(duì)土壤中氨氧化微生物種群豐度分析表明,施用DCD對(duì)氨氧化微生物種群豐度影響不明顯,而施用DMPP增加氨氧化古菌(AOA)種群豐度的同時(shí)降低氨氧化細(xì)菌(AOB)種群豐度。(3)等氮條件下,配施純N 15%的DCD提高了番茄果實(shí)、莖和葉的生物量,使植株生物量顯著增加了51.09%,效果優(yōu)于配施1%的DMPP。而氮肥配施15%DCD或1%DMPP使番茄果實(shí)~(15)N的吸收量分別增加了64.16%和3.52%,植株~(15)N利用率分別提高了75.67%和27.12%。(4)與傳統(tǒng)施氮相比,減量施氮番茄產(chǎn)量有所降低,但減量施氮并配施15%DCD或1%DMPP后番茄產(chǎn)量與傳統(tǒng)施氮差異不顯著,說(shuō)明減量施氮并配施硝化抑制劑能保證番茄產(chǎn)量不受影響。等氮條件下,氮肥配施硝化抑制劑能使番茄果實(shí)Vc含量提高54.34%~45.43%,可溶性固形物含量提高17.54%~25.52%,硝酸鹽含量顯著降低了16.89%~33.79%,番茄果實(shí)品質(zhì)明顯改善。(5)與傳統(tǒng)施氮相比,減量施氮或減氮配施抑制劑后,使土壤中氮素殘留量降低了32.99%~57.89%,NO_3~--N向下層土壤的淋失量減少了17.85%~34.87%,其中施用純N量15%的DCD效果最明顯。番茄生育期,與傳統(tǒng)施氮相比,減量施氮或減氮配施抑制劑,使土壤N_2O排放量減少了18.37%~52.90%,氮素總氣態(tài)損失降低了6.30%~22.77%,且施用純N量15%的DCD效果最明顯。(6)進(jìn)一步對(duì)土壤中的微生物種群分析表明,施用硝化抑制劑僅使土壤中AOB的種群豐度降低了35.61%~60.54%,但對(duì)土壤微生物的群落豐度、多樣性和種群結(jié)構(gòu)影響不大。因此,施用硝化抑制劑是一種環(huán)境友好的氮素調(diào)控措施。綜上,優(yōu)化施氮配施DCD(施用氮肥480 kg N/hm~2,配施純氮15%DCD)是一種有效減少溫室番茄生產(chǎn)中施氮損失、提高氮肥利用率的調(diào)控措施,可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙贏。
【學(xué)位單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S641.2;S626
【部分圖文】：

圖 215N 箱體模擬試驗(yàn)自制箱體及示意圖Fig. 2 Experimental box and its schematic of15N box simulation experiment.2.3 樣品采集與測(cè)定.2.3.1 氣體的采集與測(cè)定（1）N2O 氣體采集與測(cè)定：采用密閉式靜態(tài)箱法測(cè)定[136]。采氣箱體如圖 3 所示（，高 15.50 cm），每次水肥后于次日上午采集 N2O 氣體，每隔 10 min 采樣 1 次，連，每次 40 mL，同時(shí)記錄箱內(nèi)溫度。利用 Agilent 7890A 型氣相色譜儀進(jìn)行分析（同般氣體采樣間隔在 2-3 d，若水肥間隔較長(zhǎng)可以酌情增加采樣次數(shù)。

圖 215N 箱體模擬試驗(yàn)自制箱體及示意圖Fig. 2 Experimental box and its schematic of15N box simulation experiment2.2.3 樣品采集與測(cè)定2.2.3.1 氣體的采集與測(cè)定（1）N2O 氣體采集與測(cè)定：采用密閉式靜態(tài)箱法測(cè)定[136]。采氣箱體如圖 3 所示（直徑 14cm，高 15.50 cm），每次水肥后于次日上午采集 N2O 氣體，每隔 10 min 采樣 1 次，連續(xù)采集次，每次 40 mL，同時(shí)記錄箱內(nèi)溫度。利用 Agilent 7890A 型氣相色譜儀進(jìn)行分析（同 2.1.4.2一般氣體采樣間隔在 2-3 d，若水肥間隔較長(zhǎng)可以酌情增加采樣次數(shù)。

圖 4 NH3采集裝置及示意圖Fig. 4 Device of NH3collection and its schematic2.2.3.2 土壤樣品的采集與測(cè)定試驗(yàn)前利用微型土鉆垂直采集 0-20 cm，20-40 cm 和 40-60 cm 不同層次土樣，用理化性質(zhì)的測(cè)定。試驗(yàn)開(kāi)始后，于每次施肥灌水前，在每個(gè)箱體內(nèi)（每個(gè)重復(fù)）隨機(jī)采集 0-60 cm 土壤剖面（間隔 20 cm)土壤樣品，等層混合后分成 2 份，一份用于土壤NO3--N 含量測(cè)定（同 2.1.4.1）；另一份自然風(fēng)干后，用凱氏定氮儀測(cè)定土壤全氮含位素比質(zhì)譜儀測(cè)定15N 豐度。取樣時(shí)要注意各點(diǎn)間和各層間要避免15N 污染，每次每后用相同性質(zhì)的土壤填充，并做好標(biāo)記以免下次誤采。2.2.3.3 植物樣品的采集與測(cè)定（1）番茄產(chǎn)量（kg/hm2）：試驗(yàn)期間，按試驗(yàn)處理詳細(xì)記錄每穗果實(shí)數(shù)量和鮮積產(chǎn)量（3 穗果）。（2）番茄吸收氮量和15N 豐度：收獲后整株采集番茄植株，分成根、莖、葉和105°C 殺青 0.5 h，75°C 烘干至恒重，粉碎后測(cè)定各部分的全 N 量和15N 豐度。植株

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本文編號(hào)：2825931