四年O3熏气对小麦根际土壤氮素微生物转化的影响

摘要

采用开顶箱(open top chambers,OTC)法设置3个臭氧浓度梯度,连续4a对小麦生长季土壤进行臭氧增加试验.测定小麦拔节、孕穗、抽穗、灌浆和成熟期的根际土壤微生物量氮、氨氧化细菌、反硝化细菌数量以及硝化和反硝化强度.结果显示微生物量氮、氨氧化细菌数量和硝化强度随小麦生育进程的推进,呈先升高后降低的趋势,4a变化趋势相同.O3胁迫下,小麦根际微生物量氮、氨氧化细菌数量、硝化强度亦降低,与对照比较,均达显著水平(P＜0.05);随O3作用年限增加,抑制效应越强,第4年O3对其的抑制率显著高于第1年的抑制率.反硝化细菌数量在前期没有显著变化,成熟期则增加两个数量级,O3显著促进成熟期反硝化细菌数量增加.4a试验有相同的变化趋势.在较短时间里O3对土壤反硝化强度没有显著影响,而作用3个生长季后,反硝化强度显著升高.结果说明,O3浓度升高降低了麦田土壤微生物量氮、氨氧化细菌数量和硝化强度,并有一定的积累效应.O3剂量和作用时间的累积量达到一定阈值,显著增加土壤反硝化细菌数量和反硝化强度,增加麦田土壤N2O排放的风险.土壤氮素微生物转化受小麦生长发育状况和O3剂量、作用时间的共同影响,不同形态的氮素对O3的敏感阈值不同,响应的时间和变化的范围有差异.