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灌溉与生物质炭对土壤硝化反硝化功能微生物的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 刘杰云;邱虎森;张文正;胡壮壮;吕谋超;王钰

作者机构：

关键词： 灌溉方式;生物质炭;硝化作用;反硝化作用;微生物

期刊名称：农业环境科学学报

ISSN： 1672-2043

年卷期： 2023 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 为研究不同灌溉方式下生物质炭添加对土壤硝化及反硝化微生物的调控效应尚不明确，本研究采用田间小区试验，通过在不同灌溉方式下（常规地表漫灌、滴灌、喷灌和微喷灌，分别以F、D、S、I表示）添加不同量生物质炭(0、10、20 t·hm-2，分别以CK、LB和HB表示)，结合实时荧光定量PCR技术，研究了灌溉方式与生物质炭对华北地区冬小麦拔节期土壤硝化及反硝化微生物相关功能基因的影响。结果表明：与漫灌相比，滴灌、喷灌、微喷灌显著降低了土壤NH4+-N含量，降幅分别为49.30%～68.25%、30.22%～57.19%和43.63%～56.83%（P＜0.05），但在一定程度上增加了土壤NO3--N含量，增幅分别为5.14%～62.39%、0%～173.50%和0%～87.90%。由于节水灌溉方式滴灌、喷灌、微喷灌的灌水量远低于常规漫灌方式（约为漫灌灌水量的50%），因而会产生有利于硝化反应而抑制反硝化反应的环境，增加了土壤硝化微生物功能基因AOA-amoA、AOB-amoA基因丰度，且均表现为微喷灌＞喷灌＞滴灌＞漫灌。同时，在各灌溉方式下，添加生物质炭可增加AOA-amoA、AOB-amoA基因丰度，这可能主要归因于生物质炭发达的孔隙结构和良好的水肥吸附能力。与漫灌相比，滴灌、喷灌、微喷灌均降低了土壤反硝化微生物nosZ基因丰度。但在各灌溉方式下，添加生物质炭，尤其是高量生物质炭(20 t·hm-2)可提高反硝化微生物nosZ基因丰度，从而降低土壤反硝化过程的N2O损失风险。综上所述，节水灌溉方式与生物质炭互作可促进土壤硝化作用，并通过影响反硝化微生物活动调节土壤反硝化过程，拔节期微喷灌方式下添加20 t·hm-2生物质炭可有效促进小麦对氮素的吸收利用。

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