近日，中国科学院城市环境研究所姚槐应团队利用¹⁵N同位素标记方法、实时荧光PCR方法，研究了硝化抑制剂和脲酶抑制剂对水稻氮素的吸收特征的影响和稻田系统中温室气体氧化亚氮产生的影响。为土壤-植物-微生物相互作用中的氮素循环提供了直接证据，相关结果以Nitrification and urease inhibitors improve rice nitrogen uptake and prevent denitrification in alkaline paddy soil为题，发表在Applied soil ecology上。孟祥天博士研究生为第一作者，姚槐应研究员为通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划，国家自然科学基金和宁波市科技局资助。

    越来越多的证据表明土壤硝化作用是影响作物生长和氧化亚氮（N₂O）排放的重要因素。目前，硝化抑制剂和脲酶抑制剂被证明可有效抑制土壤硝化过程，并广泛用作农业土壤中的肥料添加剂。但是，这些抑制剂对稻田土壤中水稻氮吸收和反硝化作用对N₂O产生的影响尚不清楚。我们比较了硝化抑制剂双氰胺（DCD），硝普林（2-氯-6-（三氯甲基）吡啶；NP）和N^-（正丁基）硫代磷酸三酰胺（NBPT）对水稻生长的影响。尿素氮（N）的去向，以及氨氧化微生物和反硝化微生物的丰度和活性。通过¹⁵N同位素标记技术研究尿素N的去向，并使用qPCR测定氨氧化微生物和反硝化微生物的丰度。三种抑制剂均显著促进了水稻的生长，这主要是提高了水稻对尿素氮的利用效率。尿素氮的吸收与土壤硝化速率呈负相关。DCD直接阻止了硝化过程中氨氧化细菌（AOB）的生长。此外，NP和NBPT抑制了氨氧化古菌（AOA）的生长。此外，NP显著增加了微生物生物量，从而促进了土壤中更多的尿素氮残留，增加了土壤氮的转化。NBPT显着抑制尿素水解，间接影响硝化作用。三种抑制剂均在水稻抽穗期降低了反硝化潜势（PDR），但对反硝化微生物基因丰度影响很小，除了NP降低了nirK基因的丰度。DCD和NBPT可能会通过降低反硝化底物（NO₃^-）的浓度来降低反硝化活性。

    研究结果揭示了土壤硝化作用影响作物氮素吸收的微生物机制，为提高稻田系统的氮素利用率提供了直接证据。

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抑制剂影响水稻生长和氧化亚氮排放的关系图