添加水铁矿对水稻土N2O释放及反硝化微生物的影响

• 作者: 张文钊 杨会翠 王庆 王玲 盛荣 秦红灵 魏文学
• 来源期刊: 土壤学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻土 铁 N2O narG基因 nosZ基因
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1306-1315
• 页数: 10页
• 分类号: S154.36
• 字数: 6796字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11766/trxb201602250583

摘要

水稻土氧化还原状态的变化与N2O的释放有密切关系。为揭示水稻土中Fe对N2O释放及反硝化功能微生物的影响，本研究选取第四纪红壤发育的水稻土，设置3个水铁矿添加水平（Fe 0，10，40μmol g-1土）和两个土壤质量含水量（50%，80%）进行土壤培养试验，利用实时荧光定量PCR （real time flourescent quantification polymerase chain reaction，qPCR）和末端限制性片段长度多态性（terminal-restricted fragment length polymorphism，T-RFLP）分析技术开展研究。结果表明，N2O排放速率升至高峰期的过程中，外源铁处理尤其是添加高量铁（40μmol g-1）处理导致硝态氮含量显著高于对照，而N2O排放速率却明显低于对照；然而，高峰期后添加高量铁处理却维持了较对照显著高的N2O排放速率；与此同时，添加水铁矿对硝酸还原酶基因（narG）和氧化亚氮还原酶基因（nosZ）丰度的影响表现出与N2O排放相同的趋势，即N2O排放速率升至高峰期的过程中，外源铁处理明显抑制了反硝化微生物的生长与繁殖，而高峰期后外源铁对反硝化微生物的抑制作用不明显。因此，水稻土中添加Fe（Ⅲ）对N2O释放影响的主要原因可能是前期抑制了反硝化功能微生物的种群数量，从而减少了硝酸根的还原和N2O的产生，而后期由于反硝化微生物数量的恢复和NO3-等含氮化合物的残留，使得外源铁处理的N2O释放量明显高于对照。