紫色土N2O排放及氨氧化微生物群落结构对玉米秸秆与化肥减量配施的响应

论文摘要

以紫色土为研究对象,采用静态箱-气相色谱法,通过田间原位试验,设置了对照（CK）、常规施肥（F）、秸秆与全量化肥配施（100FS）、秸秆分别与化肥减量30%（70FS）、40%（60FS）、50%（50FS）处理,观测了玉米秸秆与化肥配施下的菜地土壤N2O排放动态变化特征,并利用克隆技术和实时荧光定量PCR技术,结合土壤理化性质和氨氧化微生物amoA功能基因丰度,分析了秸秆与化肥配施对土壤N2O排放及相关微生物的影响,以期为调控和减缓紫色土N2O排放提供理论依据.结果表明,玉米秸秆与化肥配施处理较F处理提高了土壤N2O排放量和试验期内的累积排放量,其中100FS处理的N2O排放量最高[57.596 238.02μg·（m2·h）-1],累积排放量高达60.76 kg·hm-2.与F处理相比,秸秆与化肥配施处理降低了土壤铵态氮和硝态氮含量,提高了土壤有机质含量,但对土壤总氮和pH值没有显著的影响.本试验条件下,土壤AOB amoA基因拷贝数比AOA高出12个数量级,其中F处理的AOA amoA基因拷贝数(50.9×103copies·g-1)明显高于其他处理,但AOB amoA基因拷贝数最低(1.36×105copies·g-1).100FS处理降低了AOA和AOB amoA基因多样性指数和均匀度,同时也显著降低了AOA amoA基因拷贝数,但秸秆与化肥减量配施可以提高AOA和AOB amoA基因多样性,同时显著增加了AOB amoA基因拷贝数.土壤AOA优势菌群OTU1可能是硝化作用的主要驱动者,直接和间接地影响N2O排放.通过冗余（RDA）分析,土壤铵态氮、有机质和有效磷含量对AOA群落结构存在显著影响（P<0.05,蒙特卡罗算法）;土壤可溶性有机氮、总氮、速效钾以及有效磷含量显著影响AOB群落结构（P<0.05,蒙特卡罗算法）,其中AOB对不同环境因子的耐受性和生态位低于AOA.总体上,玉米秸秆配施60%70%的化肥,在保证蔬菜产量的前提下,有效提高了AOA和AOB amoA基因多样性,在一定程度上减缓了土壤N2O排放.

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 研究概况及试验材料
•   1.2 试验设计
•   1.3 试验方法
•     1.3.1 N2O排放
•     1.3.2 土壤氨氧化微生物
•     1.3.3 土壤理化性质
•   1.4 数据处理
• 2 结果与分析
•   2.1 秸秆与化肥减量配施对N2O排放的影响
•   2.2 秸秆与化肥减量配施对土壤铵态氮及硝态氮的影响
•   2.3 秸秆与化肥减量配施对土壤理化性质、产量的影响
•   2.4 秸秆与化肥减量配施对土壤氨氧化微生物amoA基因丰度及多样性的影响
•     2.4.1 土壤氨氧化微生物amoA基因丰度
•     2.4.2 多样性指数
•     2.4.3 土壤氨氧化微生物热度分析
•   2.5 秸秆与化肥减量配施下土壤氨氧化微生物与环境因子的RDA分析
• 3 讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄容,高明,王蓥燕,黎嘉成,徐国鑫,罗梅,徐畅

关键词: 秸秆还田,化肥减量,氨氧化细菌,氨氧化古菌

来源: 环境科学 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 西南大学资源环境学院,中国烟草总公司重庆市公司

基金: 国家重点研发计划项目(2017YFD0800101)

分类号: S154.3

DOI: 10.13227/j.hjkx.201805125

页码: 401-411

总页数: 11

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