摘要:
为明晰非饱和带中溶解性有机氮(DON)在干湿交替频率影响下的转化机制,以大沽河流域集约化农业区为研究区,开展了不同干湿交替频率的室内批次试验,分析了氮素含量及其影响因素(土壤理化性质、微生物指标)的动态变化特征,通过冗余分析识别了氮素生物转化的驱动因子,基于环境因子、功能基因和氮素转化之间的关系建立了路径模型。结果表明:施加DON后快速发生氨化,干期NO-3-N逐渐累积,而湿期NO-3-N逐渐转化为NO-2-N和NH+4-N,不同频率下干期均以硝化为主、湿期均以反硝化为主;随着非饱和带干湿循环次数从1次提高至3次,每个干期NO-3-N累积量有所减少,但湿期NO-3-N消耗量减少更为显著,导致最终土壤中NO-3-N的赋存含量(每千克干土壤中NO-3-N的质量)从14.28mg/kg提高至34.16mg/kg,频繁干湿交替增加了DON对地下水硝酸盐污染的潜在风险;随着干湿交替频率的提高,干期硝化菌属Nitrospira和湿期反硝化菌属Pseudarthrobacter相对丰度均逐渐下降,相关功能基因丰度也呈现下降趋势;含水率、氧化还原电位和溶解性有机碳会影响氮素转化相关基因表达,从而间接调节干湿交替下DON的转化行为。