中国环境科学

作者：陈娜, 刘毅, 黎娟, 袁婧, 葛体达, 吴金水, 孙志龙, 徐华勤

单位：1. 湖南农业大学农学院, 湖南 长沙 410128; /\r\n2. 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 湖南 长沙 410125; /\r\n3. 湖南省宁乡市回龙铺镇农业综合服务中心, 湖南 宁乡 410606

关键词：水稻土,长期施肥,不同土层,反硝化细菌,种群丰度

基金：

国家自然基金资助项目（41771300，41301274）

为了探讨长期施肥对稻田不同土层关键反硝化功能种群丰度的影响及核心驱动因子，以湖南宁乡长期施肥定位试验田为平台，选取不施肥（CK）、全量化肥（NPK）和秸秆还田（ST）3个处理，结合实时荧光定量PCR（qPCR）技术，系统分析了稻田不同土层（0~10，10~20，20~30，30~40cm）关键反硝化功能基因（narG、nirK和nirS）的丰度及其与土壤理化性质的内在联系.结果表明，相比于不施肥处理（CK），施肥处理（NPK和ST）在0~40cm土层土壤SOC、TN、NO3--N、NH4+-N和Olsen-P分别显著增加了2.2%~83.6%，3.5%~58.3%，70.8%~222.1%，0.9%~83.7%和16.5%~94.5%，pH值下降了0.31~0.67个单位；长期施用化肥和秸秆使narG、nirK和nirS基因丰度分别增加0.75~7.18倍，1.57~3.02倍和0.53~3.81倍，其中秸秆还田对反硝化细菌数量的影响比单施化肥更显著；稻田narG、nirK和nirS反硝化型细菌的丰度随土层深度增加而逐渐降低，具有明显的垂直分布特征；RDA分析结果显示，土壤养分如SOC和TN是影响水稻土narG、nirK和nirS反硝化型细菌垂直分布的关键因子，而pH值是调控反硝化细菌在稻田底土分布的核心驱动因子.研究结果可为提升稻田土壤肥力和减少稻田氮素损失和温室气体排放提供理论依据.

来源：2019年第5期

《中国环境科学》期刊编辑部

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