垄作灌溉和减施氮肥对稻田甲烷排放、土壤有机酸含量和酶编码基因表达量的影响

作者：李熠凡; 李伏生^*; 罗维钢; 黄挺

来源：华南农业大学学报, 2024, (01): 1-13.

• 垄作灌溉
• 减氮施肥
• 有机酸
• CH_(4)排放
• mcrA表达量
• sMMO表达量

【目的】研究不同垄面宽度的垄作灌溉和不同时期减施氮肥对稻田甲烷(CH4)排放、土壤有机酸以及CH4形成和转化相关酶编码基因(产CH4菌中甲基辅酶M还原酶编码基因mcrA表达量和CH4氧化菌中CH4单加氧酶编码基因sMMO表达量)表达量的影响，揭示土壤有机酸、mcrA和sMMO表达量对稻田CH4通量的影响。【方法】开展3种灌溉模式(淹水灌溉，垄宽分别为80、100 cm的垄作灌溉)和3种施氮处理(常规施氮：135 kg·hm-2，其中苗肥47.25 kg·hm-2、分蘖肥54.00 kg·hm-2和穗肥33.75 kg·hm-2；返青期减氮：110 kg·hm-2，其中苗肥22.25 kg·hm-2、分蘖肥54.00 kg·hm-2和穗肥33.75 kg·hm-2；孕穗期减氮：110 kg·hm-2，其中苗肥47.25 kg hm-2、分蘖肥54.00 kg hm-2和穗肥8.75 kg hm-2)的田间试验，测定生育期内稻田CH4通量、土壤有机酸含量、mcrA和sMMO表达量，分析稻田CH4通量、土壤有机酸、mcrA和sMMO表达量之间的相互关系。【结果】相同施氮处理下，垄作灌溉稻田CH4通量较淹水灌溉显著降低，相同灌水模式下，返青期减氮稻田CH4通量较常规施氮显著降低。垄宽为80 cm的垄作灌溉和常规施氮处理在施肥后10 d土壤总有机酸含量较施肥前高71.7%，淹水灌溉和常规施氮处理高28.8%。返青期减氮下，垄宽为80 cm的垄作灌溉土壤mcrA表达量均低于淹水灌溉，垄宽为80 cm的垄作灌溉土壤sMMO表达量除移栽后25 d外均高于淹水灌溉。稻田CH4通量与土壤mcrA表达量和总有机酸含量之间显著相关(P<0.01)，相关系数分别为0.644和-0.348，土壤总有机酸与mcrA表达量和sMMO表达量之间的相关性显著(P<0.05)，相关系数分别为-0.240和0.197。【结论】垄宽80 cm垄作灌溉与返青期减氮降低稻田CH4通量，土壤总有机酸含量和mcrA表达量显著影响稻田CH4通量，而土壤sMMO表达量可能间接影响稻田CH4通量。

• 单位
  广西大学; 南宁市灌溉试验站