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我国农田每年氮肥施用量高达3000万吨,约占全球总用量的1/3,肥料利用效率却仅30%左右,氮肥利用率低不仅影响经济效益,而且还导致了土壤酸化、农业面源污染、温室气体排放等一系列生态环境问题。生物质炭是一种在高温缺氧条件下加热制成的含碳材料,具有较大的C/N比、比表面积和孔径,可通过改变与氮素转化密切关联的土壤性质,对土壤矿化速率、硝化速率、N2O排放等产生影响,进而影响氮肥利用效率。为探明生物质炭对紫色土氮转化过程的影响,为生物质炭提高紫色土氮肥利用率和减少温室气体排放提供理论依据,本研究以西南地区典型的酸性和石灰性紫色土为研究对象,采用15N同位素示踪技术、乙炔(C2H2)抑制法等技术,分别通过开展好氧、厌氧培养实验,探讨不同生物质炭添加量对紫色土氮素净转化速率、初级转化速率、反硝化速率及N2O排放的影响。主要结论如下:(1)生物质炭处理促进了酸性紫色土平均净矿化速率,生物质炭添加抑制了酸性和石灰性紫色土的平均净硝化速率,在酸性紫色土中对硝化作用的抑制效果随施用量的增加而增强,在石灰性紫色土中无明显规律。与对照相比,1%生物质炭(1%BC)和2%生物质炭(2%BC)处理下对酸性紫色土N2O累积排放量有抑制作用,而在5%生物质炭(5%BC)和10%生物质炭(10%BC)处理下有促进作用。石灰性紫色土生物质炭各处理N2O累积排放量均显著高于对照。1%BC和2%BC处理对酸性紫色土硝化作用抑制和N2O减排综合效果最好。(2)生物质炭施入后,促进了石灰性紫色土的初级矿化、同化和硝化作用,氮素初级矿化速率和硝化速率均显著高于对照,且随生物质炭量的增加而增加。添加生物质炭各处理N2O累积排放量均显著高于对照,CB1、CB2、CB5和CB10处理累积排放量分别增长了12.3%、16.5%、34.6%和36.6%。各处理硝化过程对石灰性紫色土N2O产生贡献率大于95%,是N2O产生的主导过程。各处理硝化过程产生量占硝化产物的比重变化范围在3.28%4.14%。石灰性紫色土中施入生物质炭会促进土壤N2O排放。(3)厌氧条件下,不同生物质炭处理下N2O排放速率均显著高于对照。施入生物质炭和硝化抑制剂MHPP后,培养期间平均反硝化速率和N2O累积排放量均高于对照。厌氧培养条件施入生物质炭显著提高了土壤反硝化气态氮素损失量,1%BC和5%BC处理相比对照增加了14.0%和22.9%;硝化抑制剂MHPP配施下,1%BC和5%BC气态氮素反硝化累计损失总量相比对照增加了15.1%和29.5%。施入生物质炭和硝化抑制剂MHPP后提高了石灰性紫色土反硝化速率,增加了气态氮素损失量。