硝化抑制剂对粪便和尿素硝酸铵中氮氧化物（N?O）排放的场所特异性影响

《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Site-specific effects of nitrification inhibitors on N 2O emissions from manure and urea ammonium nitrate

硝化抑制剂（NIs）对丹麦四地春播大麦田N?O减排的影响，揭示了土壤质地与气候条件的交互作用。研究显示粗沙质地的Vejen站点通过DMPP和NP使牛粪、猪粪和尿素 ammonium nitrate的N?O排放分别降低83%、67%和77%，而黏质土壤效果不显著。降雨量、土壤孔隙度及抑制剂生物有效性共同决定了减排效果。试验证实有机肥施用结合NIs可显著减少N?O排放，且在干旱少雨条件下覆盖作物对背景排放无显著影响。

　　硝化抑制剂（NIs）在农业土壤中减少氧化亚氮（N?O）排放方面具有重要潜力，它们通过抑制微生物对氨的氧化作用，从而减缓硝化过程，这在氮氧化过程中是关键步骤。本研究通过在丹麦四个实验田地进行为期两年的实地测试，探讨了氮肥类型、土壤类型和降雨量对N?O排放的影响，以及两种常见的NIs（DMPP和NP）在不同条件下的作用效果。研究结果显示，NIs的使用效果存在显著的地域差异，这提示我们在制定农业碳排放减少策略时，应考虑具体的土壤类型和环境条件。

在研究中，NIs对N?O的抑制效果最为显著的是在粗沙土壤的Vejen地点。在2022年和2023年的实验中，Vejen地点的N?O排放量分别减少了83%、67%和77%，这表明在粗沙土壤条件下，NIs对有机肥和合成氮肥的减排效果都较为明显。这种效果可能与该地点的土壤物理特性有关，例如较高的气体扩散性，这有助于减少N?O的释放。相比之下，在其他土壤类型如沙壤土或壤土的地点，NIs的减排效果则不显著或变化较大，这可能与土壤中的氮素扩散能力、土壤pH值、以及氮肥的种类等因素有关。

研究还指出，不同的氮肥类型对NIs的响应存在差异。例如，有机肥（如牛粪和猪粪）在某些土壤类型上比合成氮肥（如尿素-氨硝酸盐，UAN）表现出更高的N?O减排潜力。这种差异可能与有机肥中的氮素在土壤中的分布、其与土壤颗粒的相互作用以及微生物活动的差异有关。此外，研究还探讨了冬季覆盖作物对N?O排放的影响，但结果显示覆盖作物的存在并未显著改变N?O的背景排放，也没有对NIs的减排效果产生显著影响。

研究发现，尽管NIs在某些情况下能显著减少N?O排放，但其效果受多种因素影响，包括土壤的结构、水分含量、pH值以及降雨量。例如，在Taastrup地点，由于土壤pH值较低，NIs的效果可能受到限制。而在Askov地点，虽然降雨量相对较低，但某些氮肥的使用仍然显示出一定的N?O减排趋势，这可能与土壤的通气性和氮素转化路径有关。此外，Vejen地点的高降雨量和粗沙土壤特性，可能促进了更有效的NIs应用，从而显著降低了N?O的排放。

本研究的结论表明，NIs在减少农业土壤中N?O排放方面的应用应根据具体的土壤类型和氮肥种类进行调整。特别是在粗沙土壤上使用NIs，对N?O的减排效果最为显著，这可能为农业碳减排策略提供新的思路。同时，研究还强调了不同土壤和气候条件对NIs效果的影响，这提示我们需要在更广泛的农业环境中进一步验证NIs的应用效果，以便更有效地推广其使用。

在实际应用中，考虑到NIs的成本效益和对作物产量的影响，农民可能需要权衡其经济性和环境效益。然而，如果能够有效减少氮素损失，NIs的使用可能在长期来看更具经济价值。此外，随着丹麦计划引入农业碳税，NIs作为减少温室气体排放的工具，可能在政策支持下获得更广泛的应用。因此，未来的研究和政策制定应更加注重NIs在不同土壤类型和农业条件下的适用性，以实现更有效的农业碳减排目标。