生物炭与不同类型氮肥配施对菜地土壤反硝化细菌群落的影响

作者：柳晓婉; 刘杏认^*; 高尚洁; 李贵春

来源：环境科学, 2023, 1-20.

DOI：10.13227/j.hjkx.202304117

• 生物炭
• 铵态氮
• 硝态氮
• 高通量测序
• 反硝化菌群落

为了明确生物炭与不同类型氮肥(铵态氮肥和硝态氮肥)配施对土壤反硝化菌群落的影响，以北京顺义菜地土壤为研究对象，设置不施肥(CK)、单施(NH4)2SO4(N1)、(NH4)2SO4+生物炭[30 t·(hm2·a)-1](N1B)、单施KNO3(N2)和KNO3 +生物炭[30 t·(hm2·a)-1](N2B)这5个处理，采集冬、春、夏这3个季节的土壤样品，利用高通量测序分析narG型、nirK型、nirS型和nosZ型反硝化菌群落组成和多样性，探究其主要影响因子，明确生物炭与不同类型氮肥配施对土壤反硝化菌群落组成和多样性的影响。结果表明：①生物炭与两种类型氮肥配施均能够增加土壤矿质氮含量，与单施(NH4)2SO4相比，生物炭和(NH4)2SO4配施土壤NH4+-N含量增加了14.6%，NO3--N含量增加了9.4%；与单施KNO3相比，生物炭与KNO3配施土壤NH4+-N含量增加了16.0%，NO3--N含量增加了15.9%。②反硝化菌群落的优势门类在不同处理中均为变形菌门，其组成和优势菌属受生物炭和氮肥类型的影响。生物炭与(NH4)2SO4配施主要增加了α-、β-和γ-变形菌纲的相对丰度，占比前3的属分别为Acidiphilium、Sulfuricaulis和Klebsiella。生物炭与KNO3配施主要增加了α-和β-变形菌纲的相对丰度，占比前3的属分别为Rhodopseudomonas、Microvirga和Methylobacterium。③生物炭与两种类型氮肥配施显著影响了土壤反硝化菌的群落组成和多样性，土壤pH值、NO3--N、NH4+-N和土壤含水量(SWC)是影响土壤反硝化菌群落组成的主要环境因子。以上研究可为减少菜地土壤硝态氮积累和反硝化损失提供理论依据，同时也为优化农业肥料管理措施提供科学依据。

• 单位
  中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所