中文摘要：

3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）是一种高效的硝化抑制剂，全面的毒理学和生态毒理学测试已证明其对土壤和作物无毒无害。利用微生物调控土壤氮素形态，从而降低氮素流失是国际土壤环境化学研究的热点。本项目基于目前有机无机平衡施肥的模式，运用15N同位素示踪、PCR-DGGE和实时荧光定量PCR等现代生物技术手段，系统探究高效抑制剂DMPP对土壤外源有机无机氮迁移转化过程的影响，分析土壤氮素转化关键微生物氨氧化细菌和硝化细菌种群结构和数量特征，揭示对土壤微生态的影响；利用原状土柱和N15同位素标记，系统研究DMPP对有机无机氮在土壤中的垂向迁移及剖面分布影响；通过模拟降雨实验研究有机无机氮水平界面迁移特征，明确DMPP减少土壤有机无机氮渗漏和径流流失的作用机制及效果。为利用DMPP抑制剂降低农田养分流失，优化有机无机肥平衡施肥模式，维持土壤肥力的可持续利用和保护生态环境提供理论依据。

结论摘要：

农田养分大量流失是造成面源污染的重要原因之一，采用从源头控制为主的策略对于水环境的保护有很强的针对性。有机无机配合施用，是培肥和维持土壤肥力的重要途径，但也存在相当量的氮素流失进入水体。3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)是一种高效的硝化抑制剂，全面的毒理学和生态毒理学测试已证明其对土壤作物无毒无害。项目基于有机无机平衡施肥的模式，研究了添加DMPP对土壤氮素形态转化、渗漏迁移、径流迁移及微生态环境的影响。研究表明，DMPP能明显增加有机无机配施模式土壤铵态氮含量，有效延缓铵态氮形态转化，使硝态氮含量较长时间维持较低水平；明显降低渗漏水中硝态氮和亚硝态氮浓度，而铵态氮浓度增加不大，显著减少无机氮淋失的总量，N-15示踪表明总无机氮淋失总量中尿素转化占87.5%，有机氮转化所占的比例较低；添加抑制剂能有效提高20cm以上土层土壤水铵态氮的含量，降低硝态氮和亚硝态氮的含量，而20cm以下土层土壤水铵态氮的浓度无显著差异，铵态氮向深层土壤垂直迁移的行为不易发生，有利于降低对地下水氮素污染的潜在风险；稻田施用DMPP可使田面水铵态氮浓度增加27.1%-35.9%，硝态氮浓度下降44.4%-59.6%，亚硝态氮浓度下降88.6%-90.3%，总无机氮浓度下降14.2%-25.4%，降低农田排水或大量降雨突发产流所导致的氮素大量流失风险；有机无机配施添加DMPP可减少22.0%~45.3%的无机氮流失，氮素地表径流迁移明显降低，N-15示踪表明地表径流水中总无机氮素的流失以无机氮肥尿素转化为主，有机氮的转化比例较低；有机无机配施模式下，微生物对糖类尤其是单糖的利用情况好于其他种类的碳源，不同土壤处理中微生物的群落结构差异显著，有机无机配施模式添加DMPP可使青紫泥及红壤中微生物呼气强度降低降低26.6%和34.7%，但并未降低小粉土中的呼气强度；施用DMPP降低水稻田氨氧化古菌和反硝化功能基因nirK丰度，但对氨氧化细菌影响不显著，反硝化nirS功能基因在添加DMPP处理后丰度有所下降；对于种群结构来说，添加硝化抑制剂DMPP后，氨氧化古菌和反硝化功能nirK基因多样性呈增加趋势，而对AOB的影响不显著，但是反硝化nirS基因多样性降低；TRFLP和克隆文库结合分析表明，DMPP影响硝化微生物种群多样性，同时对反硝化微生物的种群多样性也有较大的抑制作用。