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土壤氮氣排放研究進展
關鍵詞：土壤 氮氣排放 反硝化 厭氧氨氧化 氧化亞氮排放
摘要：自20世紀初人類發明并掌握工業合成氨的技術以來,氮肥施用量迅速增長。在一部分國家或地區,氮肥的施入量已經超過作物對氮素的需求,導致大量氮素損失到環境中,造成氨揮發、氧化亞氮排放、地下水硝酸鹽污染等環境問題。土壤在微生物的作用下可以通過反硝化、厭氧氨氧化等過程將活性氮素轉化為惰性氮氣,達到清除過多活性氮的目的。由于大氣中氮氣背景濃度太高,因此很難直接準確測定土壤的氮氣排放速率,導致土壤氮氣排放通量、過程與調控機制研究遠遠落后于土壤氮循環的其他方面。本文綜述了土壤氮氣排放主要途徑(反硝化、厭氧氨氧化與共反硝化)及其對土壤氮氣排放的貢獻;測定土壤氮氣排放速率的方法(乙炔抑制法、氮同位素示蹤法、N2/Ar比率-膜進樣質譜法、氦環境法與N2O同位素自然豐度法)及其優缺點;調控土壤氮氣排放通量的主要因素(氧氣、可溶性有機碳、硝酸鹽、微生物群落結構與功能基因表達等)及其相關作用機制。最后指出研發新的測定原位無擾動土壤氮氣通量的方法是推進本領域相關研究的關鍵;定量典型生態系統(如旱地農田、稻田、森林、草地與濕地)土壤氮氣排放通量,闡明其中的微生物學機制,模擬并預測土壤氮氣排放對全球變化的響應規律是本領域的研究熱點與發展方向。
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