文献类型： 中文期刊

作者： 王凌 ¹ ; 张国印 ² ; 刘孟朝 ² ; 孙世友 ² ; 刘蕾 ² ; 茹淑华 ² ; 赵欧亚 ² ; 李博文 ¹ ;

作者机构： 1.河北农业大学资源与环境科学学院

2.河北省农林科学院农业资源环境研究所

关键词： 设施菜田;氮源气体减排;氨氧化古菌;硝化抑制剂;微生物功能基因

期刊名称： 华北农学报

ISSN：

年卷期： 2021 年 002 期

页码： 196-203

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 开展了以减少设施菜田系统中氮源气体损失、提高肥料利用率为目的的田间试验。以设施黄瓜为例,通过设置对比常规施肥、减量施肥与不同硝化抑制剂型配比试验,连续5 a定位监测不同施肥处理下氮源气体排放规律,基于qPCR结果分析了氮源气体排放与氨氧化古菌AOA的互作关系,并应用高通量Illumina MiSeq平台测序,利用PICRUSt对16S rDNAV3-V4区基因系列数据进行分析,基于KEGG数据库对与氮代谢相关的功能基因进行了鉴定。结果表明,北方设施黄瓜-土壤系统的5个不同施肥处理中,增施硝化抑制剂DCD（处理In-1）与常规施肥（处理FT）和减量施肥（处理OPT）相比,每年向环境排放的氮氧化物（NO_x）排放总量分别减少76.5%和71.8%,减量施肥（处理OPT）和增施DCD分别比常规施肥（处理FT）氧化亚氮（N₂O）年排放总量减少28.4%和21.8%。明确了北方石灰性褐土设施黄瓜菜田中,增施DCD可显著抑制氨氧化古菌AOA种群数量,效果优于吡啶;氨氧化古菌AOA对NO_x排放起调控作用,氨氧化古菌AOA amoA基因拷贝数与土壤NO_x排放通量之间呈指数正相关关系:Y=121.18e^3E-08x（R²=0.840 5,P<0.05）。基于KEGG数据库的鉴定结果显示,在肥料减施（处理OPT）和硝化抑制剂（处理In-2）调控的土壤中,与同化途径相关的烯酰水合酶（K01692）、底物结合蛋白（K02035）以及转运系统ATP结合蛋白（K09687）系统代谢通路相关的功能基因相对丰度高,是响应上述调控变化最为敏感的氮循环途径。5 a间,与常规施肥（处理FT）相比,减量施肥（处理OPT）和增施DCD（处理In-1）的肥料偏生产力分别提升了32.1%～38.2%和17.8%～21.9%。因此,在北方设施菜田中,增施施氮量15%的硝化抑制剂和减量25%的肥料施用,可有效减少农田氮源气体排放损失,提高肥料利用率,并且明确了随着氨氧化古菌AOA种群数量的增加,NO_x的排放通量呈指数锐升的关系。为实现农业面源污染有效防控,促进我国农业高质量绿色发展提供了有力的科学依据。