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氮肥水平对稻田细菌群落及N2O排放的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 宋亚娜 1 ; 林艳 1 ; 陈子强 1 ;

作者机构： 1.福建省农业科学院生物技术研究所

关键词： 氮肥水平;稻田土壤;微生物群落;氨氧化细菌基因;反硝化细菌基因;N2O排放;高通量测序;荧光定量PCR

期刊名称： 中国生态农业学报

ISSN： 1671-3990

年卷期： 2017 年 25 卷 009 期

页码： 1266-1275

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 作为土壤氮素转化的驱动者,微生物群落结构关系着稻田氮素利用及温室气体N2O排放等问题.本研究分别基于高通量测序和荧光定量PCR技术,分析了不同氮肥水平[CK(不施氮)、N(施N 180 kg·hm-2)、2/3N(施N 120 kg·hm-2)、1/3N(施N 60 kg·hm-2)]下稻田细菌群落及硝化反硝化关键微生物功能基因丰度的变化.结果显示:氮肥水平提高增加了稻田细菌物种丰富度Chao1指数和群落多样性Shannon指数,改变了细菌群落组成,其中与硝化作用相关的硝化螺菌门Nitrospirae和嗜酸的醋杆菌门Acidobacteria的相对丰度随氮肥水平提高而增加,但甲烷氧化菌Methylosinus的相对丰度随氮肥水平提高而降低.氮肥水平对稻田硝化作用关键微生物氨氧化细菌amoA基因丰度的影响较大,0~5 cm和10~20 cm深度土层中的amoA基因丰度均随氮肥用量增加而提高;反硝化作用关键微生物功能基因nirS、qnoB和nosZ的丰度在不施肥处理(CK)中显著低于施肥处理(1/3N、2/3N和N)(P<0.05),但1/3N、2/3N和N处理的稻田nirS基因丰度没有明显差异;0~5 cm土层中qnoB和nosZ基因丰度存在随氮肥水平提高而增加的趋势,10~20 cm土层中nosZ基因丰度在2/3N和N处理下显著高于1/3N处理(P<0.05).N处理的稻田N2O排放通量显著高于2/3N及1/3N处理(P<0.05),后者又显著高于CK处理(P<0.05).相关分析结果表明稻田N2O排放通量与0~5 cm土层中硝化螺菌门Nitrospirae相对丰度及10~20 cm土层中amoA基因丰度存在显著相关性(P<0.05,n=10).综上所述,氮肥水平提高增加了稻田细菌群落多样性,促进了稻田N2O排放,且本研究稻田中硝化作用微生物群落及丰度变化与稻田N2O排放的关系更为密切.

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