镰刀菌侵染改变蔬菜残体及其堆肥对酸性土壤N2O排放的影响机制研究

本研究发现镰刀菌侵染显著改变蔬菜残体及其堆肥对酸性土壤N2O排放的调控作用。病残体直接还田使N2O排放降低15%，而病残堆肥却使排放增加48%。研究通过结构方程模型揭示ITS基因和p450nor基因分别是残体与堆肥影响排放的关键介质，为农业废弃物资源化利用中的温室气体风险评估提供了重要理论依据。

　　

Highlight

不同处理显著影响酸性土壤的N₂O排放通量（图1a）。所有处理的N?O排放均在培养初期快速上升，第5天达到峰值后急剧下降。添加改良剂的处理使累积N₂O排放量较对照组增加17-56%。在添加改良剂的处理中，FRC处理的N₂O通量峰值最高（4.81 μg N kg^?1 h^?1），而FR处理最低（3.29 μg N kg^?1 h^?1）。

影响残体和堆肥处理下N₂O排放的因素

黄瓜残体及其堆肥产品的添加显著刺激了酸性土壤中的N₂O排放（图1）。虽然pH变化会影响N?O排放，但本实验中pH变化幅度小于0.2单位（图S2），表明pH并非主要影响因素。有机物质的组成在调节土壤N?O排放中起关键作用：未感染黄瓜残体的淀粉含量是病残体的2倍（表1），而可溶性碳和纤维素含量则显著降低。

结论

本培养研究表明，施用感染残体及其堆肥对酸性土壤的N₂O和氮转化产生差异化影响。与未感染残体相比，病残体施用降低了土壤累积N₂O产量；但与未感染堆肥相比，病残堆肥显著增加N₂O排放。有机物质组成是导致N₂O排放差异的关键因素——病残体中淀粉含量降低而木质素含量升高，直接还田时通过降低氮转化速率抑制排放；但堆肥过程降解了木质素，使病残堆肥中的可溶性碳和铵态氮含量更高，从而显著促进排放。