摘要
本研究通过室内土壤培养试验与玉米盆栽试验相结合，以三种不同pH值(酸性、中性和碱性)黑土和五种不同类型土壤(黄土、褐土、黑土、棕壤和红壤)为应用对象，探究常用三种硝化抑制剂(2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)、3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD))及组合在不同土壤中对铵态氮肥氮转化调控效果、作用机理以及作物有效性，确定适合不同类型土壤的高效专用硝化抑制剂或硝化抑制剂组合，为专用高效硝化抑制剂的筛选与应用提供理论依据。研究结果如下: 以三种不同pH值黑土为研究对象，以不施氮肥(CK)和施硫酸铵(N)为对照，在硫酸铵中分别添加2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)、3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)以及组合(CP+DMPP、CP+DCD和DMPP+DCD)，制成6种稳定性硫酸铵氮肥，经过120天室内土壤培养试验，研究不同处理土壤硝化作用、反硝化作用、氨挥发及氮转化功能微生物基因丰度(氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的amoA基因以及反硝化细菌nirS和nirK基因)特征。结果表明，在三种不同pH值黑土中，硝化抑制剂均显著降低了土壤硝态氮含量、硝化潜势和反硝化潜势，显著提高了土壤铵态氮含量。在酸性黑土中，不同硝化抑制剂处理之间无显著差异;在中性黑土中，DCD和CP+DCD抑制效果最好，能够维持高铵态氮含量100天左右;而在碱性黑土中，DMPP+DCD抑制效果最好，能维持高铵态氮含量120天以上。在酸性黑土中，CP显著增加氨挥发量31％，DMPP和CP+DCD显著降低氨挥发量28％-29％;氨氧化古菌占主导地位，硝化抑制剂主要是通过影响氨氧化古菌amoA和反硝化细菌nirS和nirK基因丰度起作用。在中性和碱性黑土中，硝化抑制剂对氨挥发无显著影响;施用单一硝化抑制剂主要是通过影响氨氧化细菌amoA基因起作用，而硝化抑制剂组合主要是通过影响氨氧化细菌amoA基因和反硝化细菌nirK基因来起作用。硝化抑制剂组合能有效抑制pH值高的土壤中的硝化作用，而CP+DCD在pH值低的土壤中能够通过降低氨挥发减轻环境污染。黑土pH值和有机质是影响硝化抑制剂作用效果的主要因素，黑土pH值与土壤硝态氮含量呈极显著负相关，与土壤氨挥发、氨氧化古菌amoA基因丰度、反硝化细菌nirS和nirK丰度呈极显著正相关;黑土有机质与土壤氨挥发、氨氧化古菌amoA基因丰度、氨氧化细菌amoA基因丰度、反硝化细菌nirS和nirK丰度呈极显著负相关。以三种不同pH值黑土和五种不同类型土壤为研究对象，以不施氮肥(CK)和施硫酸铵/氯化铵(N)为对照，在铵态氮肥中分别添加2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)、3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)以及组合(CP+DMPP、CP+DCD和DMPP+DCD)，供试作物为玉米，进行等氮量盆栽试验，研究不同处理在不同土壤中氮转化特征、玉米叶绿素、株高、产量和氮肥利用率。结果表明，在酸性黑土、碱性黑土、黑土(pH:6.16)、棕壤和红壤中，硝化抑制剂及组合均显著抑制土壤中硝化作用，降低土壤表观硝化率，分别降低23.73％、48.35％、55.66％、18.96％和31.91％;而在中性黑土、黄土和褐土中，硝化抑制剂及组合均显著提高土壤中无机氮含量。硝化抑制剂及组合在不同土壤中均显著提高玉米产量和氮肥利用率，硝化抑制剂组合对玉米增产和氮肥利用率的提高效果优于单一硝化抑制剂(红壤除外)。在酸性黑土和黑土(pH:6.16)中，CP+DMPP组合效果最为显著，显著提高玉米产量和氮素回收率，分别提高41.85％和2.11倍，1.17倍和3.71倍:在中性黑土、黄土和棕壤中，DMPP+DCD与铵态氮肥配施效果最显著，显著提高玉米产量和氮素回收率，分别提高2.40倍、7.03倍和1.84倍，4.32倍、3.15倍和3.00倍;在褐土中，CP+DCD效果最显著，显著提高玉米产量和氮素回收率，分别提高10.24倍和6.39倍:在黑土和红壤中，DCD效果最显著，显著提高玉米产量和氮素回收率，分别提高2.45倍和4.07倍，4.02倍和4.39倍。在碱性黑土中，由于pH值过高，不适合种植玉米。 综合考虑硝化抑制剂抑制氨氧化与增产效果，建议在酸性黑土中采用CP+DMPP组合，在中性黑土、黄土和棕壤中采用DMPP+DCD组合，在黑土(pH:6.16)中采用CP+DCD组合和DCD，在红壤中采用DCD制备专用的高效稳定性铵态氮肥可达到显著提高氮肥利用率和增产效果。
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