耕层土层交换对土壤氮素关键转化过程和玉米氮素利用的影响

• 作者: 周得宝 宋贺 杨硕 王军 董召荣 赵阳阳 金文俊 黄海蒙
• 来源期刊: 中国生态农业学报(中英文)
• 关键词: 土层交换 玉米 根际 硝化 反硝化 氮素利用
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 作物栽培与生理生态
• 页码范围: 1515-1527
• 页数: 13页
• 分类号: S158.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.190265

摘要

翻耕会使耕层土壤发生显著位置交换.耕层土壤位置交换会通过影响土壤物理、化学和生物性状,改变氮素转化过程.本文研究了土层交换对黄淮海平原南端砂姜黑土硝化、反硝化过程和玉米生长及氮素利用的影响,为该区域选择合理的耕作方式、减少氮素损失及提高氮素利用效率提供理论依据.试验在人工气候室条件下,以土壤(0～35 cm)田间原位分层作为常规土层处理(CK),以原位0～10 cm和10～20 cm土层交换后作为土层交换处理(SE),并用20μm的尼龙网区分非根际和根际土壤.于玉米小喇叭口期利用荧光定量PCR技术测定土壤氨氧化微生物和反硝化菌群丰度,并结合非根际和根际土壤的硝化潜势、土壤呼吸、反硝化能力、反硝化潜势、土壤理化性质和玉米总氮含量及根系形态的测定,探讨土层交换对土壤氮素转化和玉米生长及氮素利用的影响.结果显示,SE处理的玉米植株氮吸收量比CK处理显著降低8.9％(P<0.05).土层交换显著影响根际而不是非根际土壤的硝化潜势,使其显著降低13.5％(P<0.05);并使非根际和根际土壤的反硝化能力分别提高36.6％(P<0.05)和8.4％(P<0.05).土层交换使非根际和根际土壤的可溶性有机碳含量分别提高11.7％(P<0.05)和5.2％.相关分析显示硝化潜势与氨氧化细菌(AOB)丰度呈显著正相关(r=0.91),与氨氧化古菌(AOA)丰度无显著相关关系;反硝化能力与土壤可溶性有机碳和呼吸速率呈显著正相关(r=0.89和0.93),与nirK、nirS拷贝数无显著相关性;玉米植株氮吸收量与根际土壤的硝化潜势、根表面积×AOB拷贝数都呈显著正相关(r=0.83和0.86),而与反硝化能力呈显著负相关(r=-0.88).以上结果表明砂姜黑土土壤硝化速率的降低和反硝化速率的增强,是土层交换后玉米氮素利用效率低的重要原因.AOB是硝化速率的主要驱动微生物.土层交换后土壤可溶性有机碳是反硝化能力的关键主导因子.在翻耕条件下,有效调节土壤可溶性有机碳含量是提高作物氮肥利用效率的关键.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	董召荣	安徽农业大学农学院	102	781	17.0	22.0
2	宋贺	安徽农业大学农学院	34	199	7.0	12.0
3	王军	安徽农业大学农学院	18	102	5.0	9.0
4	周得宝		12	19	3.0	3.0
5	杨硕	安徽农业大学农学院	1	1	1.0	1.0
6	金文俊	安徽农业大学农学院	3	4	1.0	2.0
7	黄海蒙	安徽农业大学农学院	1	1	1.0	1.0
8	赵阳阳	安徽农业大学农学院	1	1	1.0	1.0