生物质炭对土壤N2O消耗的影响及其 微生物影响机理

• 作者: 李佳珍 胡春胜 董文旭 贺超卉
• 来源期刊: 中国生态农业学报(中英文)
• 关键词: 生物质炭 温室气体减排 土壤微生物 N2O消耗 反硝化 基因丰度
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 农业生态系统及其调控
• 页码范围: 1301-1308
• 页数: 8页
• 分类号: S154.1|S154.36
• 语种: 中文
• DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.190175

摘要

生物质炭在温室气体减排方面具有很大的发展前景,它不仅能实现固碳,对于在大气中停留时间长且增温潜势大的N2O也能发挥积极作用.本研究采用室内厌氧培养试验,按照生物质炭与土壤质量比(0、1％和5％)加入一定量生物质炭,土壤重量含水率控制在20％.利用Robotized Incubation平台实时检测N2O和N2浓度变化,通过测定土壤中反硝化功能基因丰度(nirK、nirS、nosZ)分析生物质炭对N2O消耗的影响及其微生物方面的影响机理.结果表明:经过20 h厌氧培养后,0生物质炭处理的反硝化功能基因丰度(基因拷贝数·g-1)分别为6.80×107(nirK)、5.59×108(nirS)和1.22×108(nosZ).与0生物质炭处理相比,1％生物质炭处理的nirS基因丰度由最初的2.65×108基因拷贝数·g-1升至7.43×108基因拷贝数·g-1,nosZ基因丰度则提高了一个数量级,由4.82×107基因拷贝数·g-1升至1.50×108基因拷贝数·g-1,然而nirK基因丰度并无明显变化;5％生物质炭处理的反硝化功能基因丰度并未发生显著变化.试验结束时,添加生物质炭处理的N2/(N2O+N2)比值也明显高于0生物质炭处理.相关性分析结果表明,nirS基因丰度和nosZ基因丰度均与N2O浓度在0.01水平上显著相关.试验末期nirS基因丰度和nosZ基因丰度均随着N2O浓度的降低而升高.因此在本试验中,添加1％生物质炭可显著提高nirS和nosZ基因型反硝化细菌的丰度,增大N2/(N2O+N2)比值,促进N2O彻底还原成N2.生物质炭对于N2O主要影响机理是增大了可以还原氧化亚氮的细菌活性,促进完全反硝化.