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
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N2 O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N2 O排放及相关微生物的影响,以期为调控和减缓紫色土N2 O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N2 O排放量和试验期内的累积排放量,其中100FS处理的N2 O排放量最高[57.59～6238.02μg·(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1～2个数量级,其中F处理的AOA amoA基因拷贝数(50.9×103 copies·g-1)明显高于其他处理,但AOB amoA基因拷贝数最低(1.36×105 copies·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N2 O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N2 O排放.
秸秆还田、化肥减量、N2O、氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)
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X144;X171(环境地学)
国家重点研发计划项目2017YFD0800101
2019-03-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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