利用膜进样质谱仪测定水稻土几种厌氧氮转化速率

摘要：

为了在同一体系下区分和测定水稻土反硝化、厌氧氨氧化(Anammox)和硝酸根异化还原成铵(DNRA)过程发生速率和相互关系,并获取近似原位情况下的净脱氮速率,本研究通过将15NH+4化学氧化法测定DNRA速率和添加尿素模拟原位土柱测定净脱氮速率与膜进样质谱法(MIMS)进行联用,完善了一套基于膜进样质谱法(MIMS)的稻田硝态氮转化测定方法体系,利用该方法测定了5种典型的水稻土[辽宁营口(YK)、江苏宜兴(YX)、浙江金华(JH)、广西桂林(GL)和四川广安(GA)]的反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮4种氮转化速率.结果显示:基于MIMS的方法体系可实现对水稻土中反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮速率的测定,5种水稻土反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮速率范围分别为(358.63±25.37)～(479.96±22.12)、(-14.81±0.22)～(5.29±1.22)、(25.76±12.71)～(109.87±3.88)g N·hm-2·h-1和(33.33±11.16)～(72.74±14.18)g N·hm-2·h-1,相关结果与其他方法研究结果具有可比性.相关性分析显示:水稻土NO-3、可溶性有机碳(DOC)和土壤Fe2+含量是反硝化过程的主要限制因素;NO3-是Anammox的关键限制因素;而土壤DOC和Fe2+含量是DNRA过程的主要限制因素.基于MIMS的方法体系可以在短时间内(1周)测定水稻土四种厌氧氮转化速率,且所需样品量低、精确度高,在稻田或湿地土壤厌氧氮转化过程研究中有很好的应用前景.

关键词：水稻土、15N示踪、反硝化、厌氧氨氧化、硝酸根异化还原成铵

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分类号：X830.2(环境监测)

资助基金：国家自然科学基金项目41571289;国家重点研发计划项目2017YFD0200101;中国科学院战略性先导科技专项B类XDB15040202;中国科学院南京土壤研究所"一三五"计划领域前沿项目ISSASIP1653

在线出版日期：2019-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1541-1549