酸性土壤中真菌和细菌反硝化作用对生物质炭的不同响应开题报告

全文总字数：17103字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义

一氧化二氮(n2o)是一种强劲的温室气体，其全球变暖潜能(ipcc，2013年)是co2的298倍，同时也是消耗臭氧的氮氧化物的前体(crutzen，1970)。全球大气中n2o的人为源约60%来自于农业(steffen等人，2015年)。特别是，酸性土壤被认为是n2o生产的热点(liu等人，2017年)。由于集约化氮肥的施用，耕地土壤酸化加剧。因此，在酸性土壤中，了解n2o排放的微生物机制，制定具有成本效益的n2o缓减策略具有重要意义。

一般来说，n2o主要是通过硝化和反硝化两个微生物过程产生的(hagemann等人，2017年)，它们对土壤n2o排放的相对贡献在很大程度上取决于土壤性质，如土壤充水孔隙空间(wfps)和ph(davidson，1991年；bergaust等人，2010年)。硝化是氨(nh3)的好氧化制亚硝酸盐(no2-)，然后是硝酸盐(no3-)，该反应由氨单加氧酶[ec 1.14.99.39，由amoa编码；可由氨氧化古菌和细菌(分别为aoa和aob)产生]，羟胺氧化还原酶和亚硝酸盐氧化还原酶催化。分别由硝酸还原酶(nag编码)、亚硝酸盐还原酶(nirk/nirs)、一氧化氮还原酶(norb)和一氧化二氮还原酶(nosz)连续驱动(harter等人2014)。反硝化过程中的n2o排放可能是no3-转化为n2o和n2o消耗减少为n2之间的净平衡的结果(harter等人，2014)。在酸性土壤中，反硝化是控制n2o生产过程的主要因素。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标

一氧化二氮(n2o)是一种强劲的温室气体，其全球变暖潜能(ipcc，2013)是co2的298倍，同时也是消耗臭氧的氮氧化物的前体(crutzen，1970)。全球大气中n2o的人为源约60%来自于农业(steffen等人，2015年)。特别是，酸性土壤被认为是n2o生产的热点(liu等人，2017年)。由于集约化氮肥的施用，耕地土壤酸化加剧。因此，在酸性土壤中，了解n2o排放的微生物机制，制定具有成本效益的n2o缓减策略具有重要意义。本文综述了土壤真菌产生n₂ o 的机制，总结了真菌对土壤 n₂ o 排放贡献的研究方法进展，提出以往研究中存在的问题和建议， 旨在进一步掌握与真菌有关的土壤 n 素转化过程。

研究内容

3. 研究的方法与方案

一、研究方法和实验方案

1.1土壤取样

在江苏省宜新市(31°13‘n，120°01’e)的长期绿茶栽培条件下，从0~15 cm深度采集新鲜土壤样品。土壤取样区为北亚热带季风气候，年降水量1177 mm，平均气温15.7°c。该试验田已被绿茶植物连续栽培15年。土壤表层(0~15 cm)理化性质为：有机碳含量7.32±0.41 g kg-1，全氮含量0.24±0.02 g kg-1，总碳含量2。 0.5±0.1 0g kg-1，体积密度为1.43 mg

4. 研究创新点

四、特色或创新之处

1）不同有机物料堆肥ch4、n2o的排放强度和减排潜力的测定。

2）畜禽粪便堆肥 ch4、n2o 排放和响应减排措施的微生物学驱动机制的研究。

5. 研究计划与进展

五、研究计划及预期进展

2018.03-2018.09开展条垛式堆肥试验，进行气体样品及堆肥样品的采集。2018.10-2019.05测定理化指标（温度、pH、Eh、养分指标）和DNA/RNA提取（微生物群落和功能基因分析）。