旱地红壤反硝化功能基因丰度对长期施肥的响应

作者：宛颂; 段春健; 樊剑波; 叶桂萍; 王全成; 贺纪正; 林永新^*

来源：应用生态学报, 2020, 31(11): 3729-3736.

DOI：10.13287/j.1001-9332.202011.024

• 红壤
• 长期施肥
• 反硝化微生物
• nosZ Ⅰ
• nosZ Ⅱ

农田施肥会影响土壤微生物驱动的氮素转化和氧化亚氮(N2O)排放。基于32年的长期肥料定位试验,研究了旱地红壤反硝化功能基因(nirS、nirK、nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ)对不同长期施肥处理的响应及其关键影响因素。试验包括6个处理,分别为不施肥(CK)、单施化肥、化肥+花生秸秆、化肥+水稻秸秆、化肥+萝卜菜和化肥+猪粪。结果表明:与单施化肥相比,化肥和有机物料配施可以有效缓解红壤酸化、提高土壤有机碳含量,其中以化肥和猪粪配施的效果最好。长期施肥对nirK基因丰度没有显著影响,但显著影响nirS基因丰度;与CK相比,长期单施化肥可显著增加nirS基因丰度,增幅达426%,但与单施化肥相比,化肥和有机物料配施降低了nirS基因丰度。旱地红壤中nosZ Ⅰ基因丰度远高于nosZ Ⅱ基因丰度,表明nosZ Ⅰ在酸性红壤中占主导地位;长期施肥对nosZ Ⅱ基因丰度没有显著影响。但长期施用化肥+猪粪显著提高了nosZ Ⅰ基因丰度,增幅为138%。逐步回归分析表明,有效磷含量是影响nosZ Ⅰ基因丰度的关键环境因子,而nosZ Ⅱ基因丰度则主要受硝态氮含量的影响。化肥和猪粪配施处理的(nirS+nirK)/(nosZ Ⅰ+nosZ Ⅱ)值最低,表明化肥和猪粪配施可能会降低旱地红壤的N2O排放能力。

• 单位
  福建师范大学; 闽江学院; 湿润亚热带山地生态国家重点实验室; 中国科学院南京土壤研究所