铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法技术

本发明专利技术涉及土壤化学与环境技术领域，且公开了铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法，包括以下步骤：首先选取不同层次土壤铁含量分异明显的潴育型和潜育型水稻土，对比分析2种水稻土N2O排放的差异及主要影响因素，本发明专利技术中，通过进行实验设计对比后，潜育型水稻土N2O排放量显著高于潴育型水稻土，饱和含水量条件下，不同层次供试土壤N2O排放量显著高于低含水量。不同层次水稻土N2O排放差异显著的主要原因是不同土层铁含量分异以及氮转化功能基因丰度存在差异，pH值对2种水稻土各处理的AOB、AOAamoA，nirK和nosZ基因丰度有重要影响。Fe2+和Fe3+含量与4种基因丰度以及N2O排放量均显著相关，说明铁对硝化、反硝化微生物及N2O排放有一定影响。反硝化微生物及N2O排放有一定影响。反硝化微生物及N2O排放有一定影响。

【技术实现步骤摘要】
铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法


[0001]本专利技术涉及土壤化学与环境
，具体为铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法。

技术介绍

[0002]农田土壤作为N2O排放的一个重要来源受到广泛关注，研究水稻土N2O 释放过程及影响机制尤为重要。水稻土处于频繁干湿交替的水分状况，在非淹水期间，硝化作用是N2O排放的主要来源。铁氧化物作为土壤中最为活跃的因子之一，其氧化还原过程与土壤N素的生物及非生物转化过程耦合发生，从而直接或间接影响N2O的排放。研究铁氧化物对水稻土硝化过程N2O 释放的影响及机制，对全面理解农田土壤氮素循环过程具有重要意义，同时可为农田土壤N2O合理减排措施的制定提供理论依据。
[0003]为此，提出铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法，解决了上述的问题。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法，包括以下步骤，其特征在于：第一步、首先选取不同层次土壤铁含量分异明显的潴育型和潜育型水稻土，对比分析2种水稻土N2O排放的差异及主要影响因素，探明内源铁对水稻土N2O排放的影响；第二步、然后通过针铁矿的添加，探讨针铁矿对2种不同pH水稻土硝化过程N2O释放的生物化学耦合效应及机制；第三步、通过灭菌、非灭菌处理、以及添加乙炔或高纯度O2等抑制实验，进一步区分不同pH水稻土在针铁矿添加条件下，生物和非生物作用以及不同途径(自养硝化、异养硝化、反硝化)产生N2O的相对贡献；第四步、并量化评价针铁矿对2种不同pH水稻土自养硝化过程中AOB和AOA对N2O排放相对贡献的影响及机制；第五步、最后通过灭菌、非灭菌并添加不同氮源(NH2OH和NO2
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)处理，定量分析不同pH水稻土在针铁矿存在下，硝化中间产物NH2OH和NO2
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N非生物过程对N2O产生的相对贡献；第六步、上述实验中都需要进行实验时进行材料收集与方法步骤，首先进行土壤样品、然后进行实验设计、设计好实验后，进行样品采集与分析，书籍计算与统计分析，第七步、根据数据计算与统计分析。2.根据权利要求1所述的铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法，其特征在于：所述第一步中，水稻土内源铁对N2O排放的影响，通过先进行土壤样品取样，2种水稻土均为长期种植水稻的稻田土壤，一种为灌排条件良好，土壤还原淋溶和氧化淀积作用明显、土层分异明显的水稻土，属于潴育型水稻土，另一种位于地下水位较高的稻田，具有明显青灰色潜育层；按照“5点法”用直径为5cm的土钻，分别按0
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10cm、10
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20cm和20
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40cm三个层次采集耕层土壤。取样后去除石砾、植物残体等，并充分混匀，分于室温下风干至土壤质量含水量约10％，然后将其过2mm孔径的筛子并储存于20oC冰箱以备后续培养使用，另一部分风干，测定土壤基本理化性质。3.根据权利要求2所述的铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法，其特征在于：所述测定土壤基本理化性质为测定N:O排放以及无机靓、铁含量等理化指标，再定量PCR测定硝化和反硝化功能基因丰度，接收上述两组测量结构对比N；O与环境因子和硝化、反硝化功能基因丰度相关性，探明内源铁对水稻土N；O排放的影响。4.根据权利要求1所述的铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法，其特征在于：所述第二步中，针铁矿对水稻土硝化过程N2O排放的生物化学耦合影响，先进行土壤样品，供试的2种不同pH水稻土，按照“5点法”用土钻采集0
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20cm表层土壤样品，取样后去除石砾、植物残体等，并充分混匀。土壤样品一部分于室温下风干至土壤质量含水量约10％，然后将其过2mm孔径的筛子并储存于－20oC冰箱以备后续培养实验使用，另一部分风干，测定土壤基本理化性质；根据采集的土壤样品进行针铁矿制备，针铁矿的制备方法参考Atkinson等合成。具体方法为，称取50gFe(NO3)3
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9H2O溶于825mL去离子水中，磁力搅拌器下搅动均匀，以5mLmin
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1速度滴入200mL浓度为2.5molL
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1的NaOH溶液，并调节最终pH为12。在60oC水浴下老化48h，将得到的沉淀物质用超纯水清洗至电导率＜20μscm
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1，并用无水乙醇洗涤2次，然后离心收集沉淀物质，置于60oC烘箱烘干，过60目筛保存备用；把上述材料进行实验设计以及样品采集与分析，然后进行土壤DNA提取和实时定量PCR分析。
5.根据权利要求1所述的铁矿对水稻土硝化过程氧化亚氮排放的生物化学耦合影响研究方法，其特征在于：所述第二步中实验设计中，土壤样品处理：预培养试验开始前，将制备的针铁矿以3％质量百分比与风干过筛后的2种水稻土分别充分混合均匀，同时设置不添加针铁矿的对照处理，共得到4个土壤样品处理，对照处理和添加3％针铁矿处理的酸性水稻土和碱性水稻土在文中分别以pH5.5(contr...

【专利技术属性】
技术研发人员：左继超，付庆灵，王文娟，沈发兴，刘昭，聂小飞，胡红青，宋月君，郑海金，
申请(专利权)人：江西省水利科学院，
类型：发明
国别省市：