生物炭对褐土旱地玉米季氮转化功能基因、丛枝菌根真菌及N_2O释放的影响

编号 zgly0001733857

文献类型 期刊论文

文献题名 生物炭对褐土旱地玉米季氮转化功能基因、丛枝菌根真菌及N_2O释放的影响

作者 刘领  马宜林  悦飞雪  乔鑫鑫  尹飞  王艳芳 

作者单位 河南科技大学农学院 

母体文献 生态学报 

年卷期 2021,41(07)

页码 2803-2815

年份 2021 

分类号 S513 

关键词 生物炭  N_2O  旱地玉米  AM真菌  基因丰度 

文摘内容 以豫西旱地玉米农田为研究对象,设置不同生物炭施用量处理(T0:不施用生物炭;T1:施用生物炭20 t/hm~2;T2:施用生物炭40 t/hm~2),采用密闭式静态箱法测定N_2O排放通量和荧光定量PCR法分析丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌、氨单加氧酶(amoA)、亚硝酸盐还原酶(nirS、nirK)以及氧化亚氮还原酶(nosZ)的基因丰度,同时测定土壤理化性状的变化。研究结果表明,随着生物炭施用量的增加,土壤pH和含水量呈增加趋势,土壤有机碳、全氮和铵态氮含量显著提高,土壤容重和硝态氮含量显著降低。T1和T2处理土壤有机碳含量分别较T0显著提高38.44%和71.01%;T1和T2处理土壤铵态氮含量分别较T0显著增加15.89%和30.46%;T2处理土壤全氮含量较T0处理显著提高14.87%;T1和T2处理土壤硝态氮含量分别较T0减少10.57%和21.40%。随着生物炭施用量的增加,AM真菌侵染率显著增加,T1和T2处理分别较T0处理提高71.88%和115.88%;AOA、AOB、nirK和nirS基因丰度显著降低;nosZ基因丰度增加。施加生物炭处理的N_2O排放通量和累积排放量均低于不施生物炭处理,具体表现为:T0>T1>T2。相关分析表明,生物炭施用量与AM真菌基因丰度呈显著正相关;与nosZ基因丰度呈正相关;与AOA、AOB、nirK、nirS基因丰度呈极显著负相关。N_2O排放通量与AOA、nirK、nirS基因丰度呈极显著正相关;与土壤含水量和土壤硝态氮含量呈显著正相关;与AM真菌、nosZ基因丰度、易提取球囊霉素含量、铵态氮含量呈极显著负相关。集成推进树(ABT)分析表明,AOA对N_2O排放的影响最大,其次是AM真菌和nirS。总之,生物炭处理改善土壤理化性质、提高土壤AM真菌侵染率、调节硝化、反硝化相关功能基因的丰度,减少N_2O气体排放,为旱地农田合理施用生物炭减少N_2O气体排放提供理论依据。