有机肥/秸秆替代化肥模式对设施菜田土壤氮循环功能基因丰度的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 马龙

作者： 马龙;高伟;栾好安;唐继伟;李明悦;黄绍文

作者机构：

关键词： 有机肥/秸秆替代化肥模式;硝化势;功能基因;N2O排放量;番茄

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2021 年 010 期

页码： 1767-1778

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】利用天津市农业科学院西青区基地日光温室的蔬菜有机肥/秸秆替代化肥模式定位试验,分析不同施肥模式下设施春茬番茄盛果期土壤氮循环功能基因丰度、硝化潜势（PNR）及N2O排放量的差异,为设施菜田可持续健康发展提供科学依据。【方法】定位试验始于2009年,共设置来源于化肥（CF）、有机肥（M）和玉米秸秆（S）不同比例的6个等氮磷钾处理,分别为:4/4CF、3/4CF+1/4M、2/4CF+2/4M、1/4CF+3/4M、2/4CF+1/4M+1/4S、2/4CF+2/4S。在第20茬设施蔬菜（春茬番茄盛果期）采集0—20 cm土壤样品,测定土壤氮循环相关指标。【结果】1)含有机肥/秸秆处理土壤的PNR较4/4CF处理平均增加72.9%,其中仅配施有机肥3个处理平均增加了107.0%,而配施秸秆两个处理显著低于含有机肥的2/4CF+2/4M、1/4CF+3/4M处理。2)与4/4CF处理相比,有机肥/秸秆替代处理土壤反硝化过程功能基因NapAB、NirS、NorB、NosZ丰度平均分别增加了19.9%、20.4%、19.1%、2.3%,硝酸盐异化还原成铵过程功能基因NirB丰度平均增加了25.9%,而土壤硝化过程功能基因AmoA、AmoB、AmoC、Hao,以及硝酸盐异化还原成铵过程功能基因NrfH丰度平均分别降低了37.9%、46.3%、33.8%、65.5%、8.8%。3)与4/4CF处理相比,有机肥/秸秆替代处理土壤0～28天N2O累计排放量平均增加了59.6%。4) Spearman相关性分析表明,土壤PNR与土壤有机碳（r=0.37）、铵态氮（r=0.47）、土壤N2O累计排放量（r=0.56）以及反硝化过程功能基因NapAB （r=0.78）、NirK （r=0.21）和NorB （r=0.53）呈显著正相关关系,与土壤pH （r=–0.40）呈显著负相关关系;土壤N2O累计排放量与土壤有机碳（r=0.90）、全氮（r=0.83）、硝态氮（r=0.83）、铵态氮（r=0.64）及反硝化过程功能基因NapAB （r=0.67）、NirK （r=0.49）、NirS（r=0.36）和NorB （r=0.88）呈显著正相关关系,与土壤pH （r=–0.52）和硝化过程功能基因AmoA （r=–0.62）、AmoB （r=–0.64）、AmoC （r=–0.71）和Hao （r=–0.77）呈显著负相关关系。冗余分析显示,土壤硝态氮（P=0.01）、铵态氮（P=0.03）和有机碳（P=0.05）对土壤氮循环功能微生物影响显著,分别解释其群落结构变异的34.0%,13.3%和11.3%。【结论】同等氮磷钾养分投入量下,有机肥/秸秆替代部分化肥,尤其是配施1/4有机肥及1/4秸秆模式（2/4CF+1/4M+1/4S）可显著降低土壤硝化过程功能基因丰度,增加反硝化、硝酸盐异化功能基因丰度,促进番茄盛果期的氮素吸收,减少可能向下淋洗的氮量。

分类号： S154.3

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