不同盐度滨海盐渍土壤N_2O排放特征

摘要

[目的]滨海盐渍土壤作为耕地的后备资源，具有强大的生产潜力，科学改良应用盐渍土壤的同时综合考量温室气体的排放，有利于实现经济-环境的双赢。探究不同盐度滨海盐渍土N_2O排放规律特征，可为后续盐渍土壤盐度管控和温室效应的应对提供科学依据。[方法]采集自然形成的不同盐度梯度的滨海盐渍土壤进行室内培养试验，土壤盐度分别为0.96、2.57、4.04和15.23 mS·cm~(-1),并依次命名为Y1、Y2、Y3、Y4,采用气相色谱动态监测土壤N_2O的排放特征。[结果]不同盐分浓度影响下盐渍土壤N_2O累积排放量存在显著差异，当土壤盐度为0.96～4.04 mS·cm~(-1)时，随着盐度上升，土壤N_2O排放量下降；当盐度达到15.23 mS·cm~(-1)时，N_2O再次被刺激产生，排放量(2 598.94μg·kg~(-1))仅次于轻度盐渍土(5 384.17μg·kg~(-1))。盐度的增加给土壤微生物生存带来压力，氨氧化细菌AOB相较于古菌AOA更易受到盐分的影响，在轻、重度盐渍化土壤(Y1、Y2、Y3)中AOA仍能保持较高丰度；而在高盐分土壤(Y4)中，AOA和AOB的相对丰度受到抑制，阻碍了硝化作用的进行。盐度梯度影响下N_2O累积排放量还与反硝化潜势(PDR)呈显著正相关。当盐度持续增加，土壤类型划分为盐土(Y4)时，nosZ基因丰度显著降低，N_2O还原作用减弱，使得Y4盐渍土中的氮素最终以N_2O的形式排放。[结论]盐度梯度影响滨海盐渍土壤硝化和反硝化进程，二者共同促进了土壤氮素的转化，造成N_2O排放的差异。当EC_(2.5∶1)为0.96～4.04 mS·cm~(-1)时，盐度的提高限制硝化、反硝化作用的速率，表现出N_2O的减排；当盐分分类达到盐土标准时，由硝化作用产生的N_2O减少，由反硝化作用(异养反硝化和硝化细菌反硝化)产生的N_2O成为盐土土壤的主要温室气体排放来源。

关键词

滨海盐渍土 / 盐度 / 氧化亚氮(N_2O) / 功能基因

基金资助

江苏省现代农业碳达峰碳中和科技创新专项资金(农业农村领域重大关键技术攻关)(BE2022304); 江苏省沿海开发集团有限公司2022年科技揭榜挂帅研发项目(2022YHTDJB01)