摘要
氧化亚氮(N2O)是一种重要的温室气体，放牧地是N2O排放的主要来源之一，其中动物排泄物是排放的关键来源。在全球范围内，科学家们对寻找以植物为主导，减缓土壤N2O排放的新方法的兴趣日益浓厚。本文探讨了不同禾草对土壤N2O排放的影响及其潜在机理的认识。本文以中国草地常见禾草(早熟禾(Poaannua)、高羊茅(Festucaelata)、无芒雀麦(Bromus inermis)、披碱草(Elymus dahuricus)、圆柱披碱草(Elymus cylindricus)、短芒披碱草(Elymus breviaristatus)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、老芒麦(Elymus sibiricus))为研究对象，探究了同一属不同种禾草及同属同种禾草对土壤N2O排放的影响，采用了密闭式箱法-气相色谱法进行了气体的收集与测定；利用实时荧光定量PCR法测定了相关微生物的丰度；利用96微孔板比色法测定了生物硝化抑制能力(BiologicalNitrificationInhibitor，简称BNI)；同时构建结构方程模型(Structureequationmodeling，简称SEM)，解析植物对土壤N2O排放量的直接和间接影响途径。主要结果如下： (1)禾草对土壤N2O排放具有显著影响(p<0.001)，该影响是基于不同禾草类型、施用尿液及施用尿液后的天数三者交互作用。土壤N2O通量达到峰顶时，施用尿液处理后不同禾草类型对土壤N2O排放通量大小依次为垂穗披碱草(783.21μg/m2h)>早熟禾(773.43μg/m2h)>无芒雀麦(226.31μg/m2h)>高羊茅(191.44μg/m2h)；在8周内施用尿液处理下种植早熟禾、垂穗披碱草、无芒雀麦、高羊茅的土壤总N2O排放量其依次为2.99、1.70、1.02、1.01kg/ha8week。 (2)不同种披碱草对土壤N2O排放影响显著(p<0.001)，该影响是基于不同禾草类型、施用尿液及施用尿液后的天数三者交互作用。土壤N2O通量达到峰顶时，施用尿液处理后不同中披碱草对土壤N2O排放通量的影响，顺序依次为短芒披碱草(734.44μg/m2h)>垂穗披碱草(555.12μg/m2h)>圆柱披碱草(455.67μg/m2h)>披碱草(345.89μg/m2h)>老芒麦(249.72μg/m2h)；6周内种植短芒披碱草、垂穗披碱草、圆柱披碱草、披碱草、老芒麦的土壤N2O排放累积量依次为0.89、0.74、0.69、0.52、0.38kg/ha6week。施用尿液处理下，植物累积的干物质量及植物氮含量与土壤N2O排放呈现显著负相关。 (3)测定的所有披碱草的根系分泌物均显示出具有BNI能力，不同种披碱草的硝化抑制速率不同。BNI的顺序依次为高粱、老芒麦、披碱草、短芒披碱草、垂穗披碱草、圆柱披碱草。老芒麦的根系分泌物与高粱(已知BNI植物)的根系分泌物具有相似BNI能力。 (4)SEM确定了植物对N2O排放的影响与土壤微生物群落有关，这些微生物群落与氮循环、土壤NH4+-N、土壤NO3--N、植物干物质量、植物氮含量和BNI有关。 综上可知，不同禾本科植物对土壤N2O排放量具有不同的影响，在披碱草属中老芒麦对土壤N2O排放具有一定的抑制作用。本研究为开发以植物为主导，寻找减缓中国放牧草地土壤N2O排放的方法，提供了理论背景。
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