?尿素配施硝化抑制劑對油菜苗期鎘累積及土壤微生物群落的影響?

引用格式：侯金權(quán)，肖晨鋒，張鵬，等. 尿素配施硝化抑制劑對油菜苗期鎘累積及土壤微生物群落的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024（6）：66-73.

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2024.006.014

收稿日期：2024-03-07

基金項目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金資助（CARS-21）；湘西自治州煙草專賣局（公司）科技項目

作者簡介：侯金權(quán)（1984—），男，苗族，湖南吉首市人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)作物肥料與植物營養(yǎng)方面研究。

通信作者：王靜

摘要：通過田間試驗探究硝化抑制劑（NIs）DCD、DMPP不同配施濃度對土壤理化性質(zhì)及油菜吸收積累Cd的影響。結(jié)果表明：與單施尿素（CK）相比，尿素配施不同濃度DCD、DMPP均能降低土壤pH值，土壤銨態(tài)氮（NH4+-N）含量增加8.17%～56.73%，硝態(tài)氮（NO3--N）含量降低3.47%～21.64%；與CK相比，尿素配施DCD、DMPP均能顯著增加土壤有效態(tài)Cd含量，并使油菜根部Cd含量顯著增加13.36%～47.40%，油菜莖葉部Cd含量顯著增加8.38%～29.78%；尿素配施DCD、DMPP降低了油菜根際微生物群落多樣性和豐度，改變了微生物門水平的群落結(jié)構(gòu)，DCD、DMPP使硝化螺旋菌門豐度占比降低1.34%、2.10%。

關(guān)鍵詞：硝化抑制劑；鎘積累；油菜；微生物群落

中圖分類號：S143.1+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）06-0066-08

Application of Urea Combined with Nitrification Inhibitors Affects Cadmium Accumulation in Brassica napus Seedlings and Soil Microbial Community

HOU Jin-quan1，XIAO Chen-feng2，ZHANG Peng1，SHI Yu3，ZHANG Li3，WANG Jing3

（1. Xiangxi Branch of Hunan Tobacco Company， Jishou 416000， PRC; 2. College of Environment and Ecology， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC; 3. Xiangxi Prefecture Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Jishou 416000， PRC）

Abstract： Field experiments were conducted to investigate the effects of urea combined with different concentrations of nitrification inhibitors （DCD and DMPP） on soil physicochemical properties and Cd accumulation in Brassica napus. The results showed that compared with the application of urea alone （CK）， the application of urea combined with different concentrations of DCD and DMPP reduced soil pH， increased soil ammonium nitrogen （NH4+-N） by 8.17%-56.73%， and decreased soil nitrate nitrogen （NO3--N） by 3.47%-21.64%. While increasing the soil available Cd， the combined application increased the Cd content in the underground and aboveground parts of B. napus by 13.36%-47.40% and 8.38%-29.78%， respectively. The application of urea combined with DCD and DMPP reduced the diversity and abundance of microbial communities in the rhizosphere of B. napus and altered the community structure at the phylum level. DCD and DMPP reduced the abundance of Nitrospirae by 1.34% and 2.10%， respectively.

Key words： nitrification inhibitor; cadmium accumulation; Brassica napus; microbial community

土壤鎘（Cd）污染具有不可降解性、高毒性和累積性[1]，Cd污染土壤會造成作物質(zhì)量和產(chǎn)量下降，同時Cd會通過食物鏈和食物網(wǎng)在生物體內(nèi)累積，對生物體造成不可逆的損害[2-3]。油菜是世界上第二大油料作物，其生物量大，對重金屬有很強的耐受性和吸收積累能力，且重金屬離子不溶于油脂，不影響菜籽油食用價值[4-6]，劉新紅等[6]對強酸性土壤大田條件下油菜鎘吸收累積特性研究表明，油菜苗期不同器官對Cd的吸收規(guī)律為葉gt;根，盛花期呈分化趨勢，成熟期為根gt;莖gt;莢果殼gt;籽粒。利用經(jīng)濟作物油菜來修復(fù)Cd污染土壤，邊生產(chǎn)邊修復(fù)，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與土壤修復(fù)同時進(jìn)行。因此，油菜是潛在修復(fù)土壤重金屬污染的優(yōu)選作物。有研究表明，施用氮肥能提高植物對Cd污染土壤的修復(fù)效果[7]。氮肥按氮素化合物形態(tài)可分為銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥和酰胺態(tài)氮肥（尿素），作物主要吸收的氮素形態(tài)是銨態(tài)氮（NH4+-N）和硝態(tài)氮（NO3--N），NH4+-N容易被土壤吸附和作物吸收，可直接參與光合作用形成含氮有機物，而NO3--N在植物體內(nèi)還原呈NH4+-N后才能被吸收利用，土壤中NH4+-N通過硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3--N，NO3--N易溶于水而流失；尿素施入土壤中一小部分以分子態(tài)溶于土壤溶液中，通過氫鍵作用被土壤吸附，大部分在脲酶的作用下轉(zhuǎn)化為NH4+-N被植物吸收和土壤膠體吸附。

硝化抑制劑（Nitrification inhibitors，NIs）是一種選擇性抑制土壤中亞硝酸菌等一系列微生物活性的物質(zhì)的總稱，NIs主要通過抑制氨氧化細(xì)菌或氨氧化古菌的活性來減緩N轉(zhuǎn)化過程，增加NH4+-N在土壤中的停留時間，減緩硝化作用進(jìn)程，降低土壤中NO3--N濃度。氮肥配施NIs促進(jìn)或降低作物吸收積累Cd的研究均已有報道，但NIs施用如何影響油

菜對Cd的吸取效率及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)鮮見報道。

本研究通過田間試驗探究尿素配施NIs對“土壤-油菜”體系中Cd的遷移轉(zhuǎn)化的影響，分析不同種類和濃度的NIs對土壤理化性質(zhì)、Cd有效性及微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，旨在建立油菜修復(fù)Cd污染土壤的強化措施，為高效、低成本修復(fù)Cd污染土壤提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點位于湖南省瀏陽市蕉溪鎮(zhèn)（28°13′ N， 113°31′ E），試驗田土壤基本理化性質(zhì)：有機質(zhì)25 g/kg，

全氮2.02 g/kg，總磷1.17 g/kg，CEC 4.50 cmol/kg，pH值5.88，總鎘0.77 mg/kg，有效態(tài)鎘0.20 mg/kg，

其中，總Cd含量為《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）中規(guī)定的風(fēng)險篩選值的2.57倍。

1.2 供試材料

油菜品種：中油雜19號，甘藍(lán)型半冬性化學(xué)誘導(dǎo)雄性不育兩系雜交種，全生育期230 d。

肥料：尿素（總氮≥ 46%）、復(fù)合肥（總養(yǎng)分≥ 45%，N-P2O5-K2O=15-15-15）購自湖南省農(nóng)科院。

硝化抑制劑（NIs）：雙氰胺（dicyandiamide， DCD）

購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司，3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（3，4-dimethypyrazole phosphate， DMPP）購自上海思域化工科技有限公司。

1.3 試驗設(shè)計

大田試驗共設(shè)置5個處理：CK（追肥施尿素75 kg/hm2）、T1（追肥施尿素75 kg/hm2+1.73 kg/hm2

DCD）、T2（追肥施尿素75 kg/hm2+3.45 kg/hm2 DCD）、

T3（追肥施尿素75 kg/hm2+0.17 kg/hm2 DMPP）、T4

（追肥施尿素75 kg/hm2+0.35 kg/hm2 DMPP），每個處理3次重復(fù)，采用隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)30 m2，小區(qū)之間田埂覆膜，保證每個小區(qū)單排單灌?；适?fù)合肥750 kg/hm2，追肥施尿素75 kg/hm2， DCD、DMPP于油菜種植后1個月隨追肥尿素施用。油菜播種及其他栽培管理措施均按地當(dāng)?shù)剞r(nóng)事活動執(zhí)行。

1.4 樣品采集與分析

1.4.1 樣品采集 于油菜追肥后第30天以五點采樣法采集各小區(qū)土壤及油菜樣品，同時原位測定土壤pH值和Eh。其中，土壤樣品采集后混勻裝入封口袋中，并排盡空氣帶回。土樣分為三部分，一部分保存于-80 ℃冰箱中，用于DNA提取，鑒定微生物群

落結(jié)構(gòu)；一部分土壤樣品冷凍，用于NH4+-N、NO3--N

含量測定；一部分土壤樣品風(fēng)干后研磨用于測定土壤有效態(tài)Cd含量。油菜樣品采集后清洗干凈，拆分為地上部（莖葉）和地下部（根部），于105 ℃烘箱內(nèi)殺青2 h后65 ℃烘干，烘干后各部位用植物粉碎機粉碎，保存于封口袋中。

1.4.2 樣品測定 （1）油菜各部位的Cd含量采用混合酸（HClO4∶HNO3=1∶4）濕法進(jìn)行消解，使用灌木枝葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07602作為根、莖葉部的質(zhì)量控制，消解液定容過濾后采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP Optima8300，PerkinElmer，美國）測定Cd濃度。

（2）土壤有效態(tài)Cd含量采用二乙烯三胺五乙酸（DTPA）提取，提取液過濾后采用ICP測定Cd濃度。

（3）土壤氮形態(tài)采用KCl提取，離心后濾液過0.45 μm濾膜，并通過AA3流動分析儀測定NH4+-N和NO3--N濃度。

（4）土壤微生物群落。細(xì)菌測序引物序列如下。

338F：5'-ACTCCTACGGGAGGGCAGCAG-3'，806R：

5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3'。真菌測序引物

序列如下。ITS1F：5'-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTA

A-3'，ITS2R：5'-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3'。擴增產(chǎn)物純化后進(jìn)行文庫構(gòu)建，使用Illumina MiSeq PE300平臺進(jìn)行測序，DNA提取、PCR擴增、測序和建庫均委托上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進(jìn)行，并進(jìn)行后續(xù)生物信息學(xué)分析。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

微生物群落的統(tǒng)計學(xué)分析主要通過R語言軟件實現(xiàn)。所有樣本中細(xì)菌和真菌生物群落的α-多樣性指數(shù)（ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)、香農(nóng)Shannon指數(shù)等）使用R語言中vegan包進(jìn)行計算。使用ggcor包進(jìn)行帶Mantel檢驗的相關(guān)性分析，研究細(xì)菌、真菌群落與環(huán)境因子的關(guān)系。使用R語言軟件進(jìn)行基于bray距離的冗余分析（RDA），評估環(huán)境因子與細(xì)菌、真菌群落之間的關(guān)聯(lián)。

運用 IMB SPSS 22.0（IBM Corp.， Armonk， NY，

USA）對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，差異顯著性采用ANOVA

單因素方差分析。運用Origin 8.5 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 尿素配施DCD、DMPP對土壤pH和Eh的影響

如圖1所示，T1、T2、T3、T4土壤pH值與CK

相比分別降低0.12、0.16、0.13和0.10，其中，T1、T2和T3較CK顯著降低，T2較T4減少0.06；與土壤pH變化趨勢相反，配施硝化抑制劑升高油菜種植期間土壤Eh，T1、T2、T3、T4土壤Eh較CK分別升高21.17 mV、15.50 mV、10.17 mV、12.50 mV，

其中，T1較CK顯著增加。

2.2 尿素配施DCD、DMPP對土壤NH4+-N

和NO3--N的影響、

尿素配施DCD、DMPP的土壤NH4+-N含量較CK均顯著增加，NO3--N含量均顯著下降（圖2），表明配施DCD、DMPP能減緩油菜種植期間土壤中NH4+-N向NO3--N的轉(zhuǎn)化速率。T1、T2、T3和T4土壤中NH4+-N含量分別顯著高于CK 8.17%、14.69%、14.89%和56.72%；T4顯著高于T2，高出11.25 mg/kg，說明高濃度DMPP比DCD更能保持土壤NH4+-N含量。T1、T2、T3和T4土壤中NO3--N

含量較CK分別顯著降低3.47%、9.90%、21.72%和21.64%，但施加不同濃度的硝化抑制劑的處理之間NO3--N含量無顯著差異。

2.3 尿素配施DCD、DMPP對土壤有效態(tài)Cd含量的影響

由圖3可知，T1、T2、T3和T4土壤中有效態(tài)Cd含量較CK分別顯著增加6.36%、12.31%、13.42%

和33.70%；DMPP處理較DCD處理土壤中有效態(tài)Cd含量均升高，其中，T4處理土壤中有效態(tài)Cd含量

最高，與T1、T2和T3三個處理相比土壤有效態(tài)Cd含

量分別顯著增加0.04、0.03和0.03 mg/kg。

2.4 尿素配施DCD、DMPP對土壤細(xì)菌和真菌群落的影響

施加高濃度DCD、DMPP對土壤理化性質(zhì)及有效態(tài)Cd含量的影響更大，因此選擇對CK、T2和T4三個處理進(jìn)行土壤微生物群落鑒定。三個處理高通量測序覆蓋率（Good-coverage）均大于98.5%，表明對細(xì)菌、真菌測序結(jié)果樣本中物種被檢測出的覆蓋率高（表1）。施加DCD、DMPP后土壤細(xì)菌和真菌群落的多樣性和豐度發(fā)生變化，與CK相比，DCD和DMPP會減少土壤細(xì)菌和真菌群落豐度。T2和T4使土壤細(xì)菌群落ACE指數(shù)分別減少182.88、114.78，Chao1指數(shù)分別減少105.86、45.39；土壤真菌群落ACE指數(shù)分別減少66.08、77.54，Chao1指數(shù)分別減少65.52、72.30，結(jié)果表明，施加DCD對土壤細(xì)菌群落豐度影響更大，而施加DMPP對土壤真菌群落影響更大。施加DCD、DMPP會減少土壤細(xì)菌和真菌多樣性，但與CK差異不顯著。

尿素配施DCD、DMPP對土壤微生物門水平的相對豐度（圖4）結(jié)果表明，細(xì)菌優(yōu)勢菌門（圖4 a）包

括變形菌門（Proteobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、放線菌門（Actinobacteriota）、酸桿菌門（Acidobacteria）、

擬桿菌門（Bacteroidetes），相對豐度占比達(dá)到80%

以上。與CK相比，T2土壤中細(xì)菌變形菌門（Proteo-

bacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和擬桿菌門

（Bacteroidetes）相對豐富度分別增加2.64%、9.59%和2.53%，而綠彎菌門（Chloroflexi）、酸桿菌門（Acidobacteria）相對豐富度分別降低5.32%、5.73%；T4土壤中變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和擬桿菌門（Bacteroidetes）相對豐度分別增加1.78%、11.29%、1.09%，而綠彎菌門（Chloroflexi）和酸桿菌門（Acidobacteria）相對豐度占比分別減少2.69%、6.27%。T2、T4土壤中硝化螺旋菌門（Nitrospirae）豐度占比分別降低1.34%、2.10%，抑制了土壤硝化作用；同時，T2、T4厚壁菌門（Firmicutes）豐度增加。Proteobacteria和Firmicutes是土壤中主要的固氮微生物，其豐度的增加，有利于增加土壤氮素含量。

不同處理土壤中真菌優(yōu)勢菌門（圖4 b）包括子囊菌門（Ascomycota）、球囊菌門（Mortierellomycota）、擔(dān)子菌門（Basidomycota）、壺菌門（Chytridiomycota）和未分類真菌，相對豐度占比達(dá)到98%以上。CK中子囊菌門（Ascomycota）豐度占比達(dá)到73.01%，是土壤中水平豐度最高的真菌。與CK處理相比，T2和T4土壤中子囊菌門（Ascomycota）豐度分別顯著降低33.13%、20.61%；T2土壤球囊菌門（Mortierellomycota）豐度顯著增加34.58%，成為土壤中真菌豐度最高的菌門；而T4土壤中未分類真菌豐度增加18.60%。

2.5 尿素配施DCD、DMPP對油菜吸收積累Cd的影響

由圖5可知，施加硝化抑制劑可顯著增加油菜不同部位Cd含量，且在地上部（莖葉）和地下部（根部）呈現(xiàn)出一致的規(guī)律：T2≈T3gt;T4gt;T1gt;CK。與CK相比，T1、T2、T3和T4油菜莖葉部Cd含量分別顯著增加8.38%、29.78%、28.83%和16.31%，油菜根部Cd含量分別顯著增加13.36%、47.40%、43.98%和27.43%。

2.6 微生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子關(guān)系

Mantel分析結(jié)果表明（圖6、表2），土壤pH、有效態(tài)Cd、NH4+-N、NO3--N、油菜Cd含量對土壤細(xì)菌及真菌群落均存在顯著影響（P＜0.05）。Pearson

相關(guān)性分析結(jié)果表明，土壤NH4+-N含量與土壤有效態(tài)Cd含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.001，r = 0.95）；NO3--N含量與土壤有效態(tài)Cd含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.001，r = -0.92）；NO3--N含量與pH值呈顯著正相關(guān)（P＜0.05，r = 0.75）。油菜莖葉、根

Cd含量與土壤pH和NO3--N含量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。

冗余分析（RDA）進(jìn)一步揭示土壤細(xì)菌群落豐度（圖7 a）、真菌群落豐度（圖7 b）與環(huán)境因子間的關(guān)系。第一主成分分別解釋細(xì)菌、真菌群落結(jié)構(gòu)總變異的93.16%和77.52%。pH、NH4+-N含量、NO3--N含量、有效態(tài)Cd含量是導(dǎo)致土壤細(xì)菌、真菌群落變化的主要環(huán)境因子；放線菌門（Actinobacteriota）與NH4+-N含量、有效態(tài)Cd含量、油菜中Cd含量和Eh夾角為銳角，表明防線菌門（Actinobacteriota）與NH4+-N含量、有效態(tài)Cd含量、油菜中Cd含量和Eh呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。酸桿菌門（Acidobacteria）、硝化螺旋菌門（Nitrospirae）、綠彎菌門（Chloroflexi）與NO3--N含量夾角為銳角，表明之間為正相關(guān)。土壤真菌菌門子囊菌門（Ascomycota）與pH值和NO3--N含量夾角為銳角，表明之間有顯著正相關(guān)（P＜0.05）；球囊菌門（Mortierellomycota）和擔(dān)子菌門（Basidomycota）與土壤有效態(tài)Cd含量、NH4+-N含量、Eh和油菜中Cd含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。

綜合Mantel分析和RDA分析結(jié)果可知，土壤pH

和硝態(tài)氮含量是影響油菜吸收積累Cd的主要因素。

3 討論

氮（N）素是作物生長必須的大量營養(yǎng)元素，氮肥是化肥生產(chǎn)和使用量最大的肥料品種，適量的氮肥對于提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)具有重要作用。研究表明，作物產(chǎn)量的增加很大程度上（57%）是由于氮肥施用[8-9]。作物吸收N的形式主要是無機態(tài)NH4+-N和硝態(tài)氮NO3--N，而硝化作用是土壤氮素轉(zhuǎn)化的中心環(huán)節(jié)[10]，因此硝化作用會影響作物對N的吸收。與其他營養(yǎng)元素相比，N是調(diào)節(jié)作物吸收和積累Cd的最有效元素[11]，已有研究表明，作物對Cd的吸收積累隨著N肥施加量的增加而增加[12-14]，氮肥施用量過多后不會繼續(xù)增加作物產(chǎn)量，但會增加作物對Cd的積累，還會增強Cd從作物根部向地上部的遷移。王輝等[15]研究結(jié)果表明適宜的尿素用量會增加油菜產(chǎn)量，提高油菜對Cd的吸收并增加根部Cd向地上部轉(zhuǎn)移；張琦等[16]也發(fā)現(xiàn)不同氮肥均可增加油菜對Cd的累積，提高油菜對Cd的轉(zhuǎn)運系數(shù)和富集系數(shù)。施加氮肥會增加作物對Cd的積累，可能是通過提高土壤中陽離子交換量和有效態(tài)Cd含量，增加作物根系對Cd的吸收，氮肥施加后，土壤電導(dǎo)率緩慢增加，土壤中Cd會被其他陽離子（如Ca2+、Fe2+、Zn2+）取代，從而增加土壤溶解態(tài)Cd含量[17-18]。在酸性（低pH值）土壤中，施氮肥降低土壤pH值，促進(jìn)作物吸收Cd的效果更為顯著[19-20]。氮肥可通過調(diào)節(jié)作物轉(zhuǎn)運蛋白表達(dá)增加對Cd的積累，NO3--N可增加作物根和莖中OsIRT1和OsNramp1基因表達(dá)上調(diào)，增加作物對Fe和Cd的吸收轉(zhuǎn)運[14]；NH4+-N可增加Zn/Fe調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)運蛋白（ZIP轉(zhuǎn)運蛋白）表達(dá)增加作物對Cd的轉(zhuǎn)運[21]。施加氮肥還通過調(diào)節(jié)作物根部細(xì)胞壁組分來增加對Cd的吸收，通過調(diào)節(jié)作物的螯合機制、抗氧化防衛(wèi)機制、外排機制等調(diào)節(jié)對Cd的固持和轉(zhuǎn)運。Chai等[22]的研究表明在低Cd條件下，NH4+-N可增加Cd從作物根部細(xì)胞壁向細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運，并增加Cd在根部細(xì)胞壁果膠和蛋白質(zhì)上的結(jié)合。作物根吸收的Cd會與低分子量有機化合物螯合，并通過木質(zhì)部導(dǎo)管由N-配體和S-配體化合物轉(zhuǎn)運到莖中，N可以促進(jìn)NO誘導(dǎo)的螯合能力的改變，以增強植物中的Cd轉(zhuǎn)運[14]。因此，在使用植物提取土壤Cd時，可以適當(dāng)增加氮肥的用量，在提高作物產(chǎn)量的同時增加對Cd的累積量，從而移除更多的土壤Cd，提高植物修復(fù)Cd污染的效率。

研究結(jié)果表明，與僅施加氮肥（尿素）的處理相比，配施硝化抑制劑可降低土壤pH，增加土壤有效態(tài)Cd含量，同時顯著增加油菜植株對Cd的吸收積累（圖1，2，3）。NH4+-N在土壤中易被膠體吸附，而NO3--N易隨水流失，因此，硝化抑制劑通過調(diào)控土壤N素的遷移轉(zhuǎn)化，延長了NH4+-N在土壤中的停留時間，增加油菜對NH4+-N的吸收，根據(jù)營養(yǎng)離子吸收產(chǎn)生的電荷平衡，根系會通過分泌H+來進(jìn)行電荷補償，因此油菜根際酸化會導(dǎo)致有效態(tài)Cd含量的增加[23]。Yang等猜測在旱作體系中，NH4+-N比NO3--N更有利于作物（如油菜、煙草）對Cd的吸收積累[24]。硝化抑制劑主要是通過影響土壤微生物活性來抑制硝化作用。本研究中，尿素配施硝化抑制劑后土壤細(xì)菌和真菌群落多樣性和豐度與單施氮肥相比均有降低，這可能與硝化抑制劑作用途徑有關(guān)。有研究表明，硝化抑制劑會破壞微生物呼吸作用過程中電子傳遞鏈及細(xì)胞色素氧化酶的活性，阻礙亞硝酸氧化細(xì)菌的呼吸作用，抑制其生長繁殖速率和活性；硝化抑制劑還抑制氨單加氧酶（AMO）活性，通過螯合AMO活性位點的金屬離子干擾AMO活性、影響AMO底物以及改變AMO結(jié)構(gòu)來抑制消化反應(yīng)[25-27]。氨氧化過程是硝化作用的第一個步驟也是限速步驟，參與氨氧化過程的微生物主要是氨氧化細(xì)菌（Ammonia-oxidizing bacteria，AOB）和氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea，AOA）[28-29]。已有研究表明，氮肥對AOB的影響更強烈，長期施氮會顯著增強硝化/亞硝化菌屬細(xì)菌的群落豐度，且其豐度與N形態(tài)有關(guān)[30-31]。硝化螺旋菌門（Nitrospirae）是土壤中硝化作用的重要參與者，配施硝化抑制劑后均能顯著降低土壤Nitrospirae豐度，表明硝化抑制劑通過抑制硝化細(xì)菌的活性來減緩硝化作用速率。施加硝化抑制劑還增加了土壤Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes的相對豐度，這與土壤固氮作用及Cd有效性有關(guān)。

4 結(jié)論

（1）尿素配施硝化抑制劑（DCD、DMPP）均會降低土壤pH值，提升土壤Eh；土壤中NH4+-N含量增加，NO3--N含量降低，高濃度DMPP對土壤硝化作用的抑制效果最明顯。

（2）尿素配施DCD、DMPP均可顯著增加土壤有效態(tài)Cd含量，與單施尿素相比，有效態(tài)Cd含量增加；顯著增加油菜莖葉、根的Cd含量。

（3）尿素配施DCD、DMPP會降低土壤細(xì)菌和真菌群落豐度和多樣性，減少硝化螺旋菌門（Nitrospirae）相對豐度。Mantel分析和RDA分析表明土壤pH值和NO3--N含量是影響油菜吸收積累Cd的主要因素。

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（責(zé)任編輯：謝培庚）