水钠锰矿提高红壤性水稻土N2O释放速率和氨氧化细菌amoA基因丰度

• 作者: 付庆灵 左继超 朱俊 胡红青 邢志强
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 关键词: 氧化亚氮 水钠锰矿 氨氧化细菌 硝化作用
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 1156-1164
• 页数: 9页
• 字数: 6165字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.20002

摘要

[目的]土壤中的氧化亚氮(N2O)来源于硝化与反硝化作用,锰可与硝化或反硝化作用产物反应产生N2O或氮气,已有研究表明土壤中锰含量高会影响硝化作用.因此,本试验以水钠锰矿(KMnO2·H2O)与土壤硝化作用与反硝化作用的生物化学耦合反应为切入点,研究水钠锰矿的添加对土壤N2O释放速率及微生物的影响,进一步认识N2O释放与土壤环境因子的相互关系.[方法]以红壤性水稻土为供试土壤,通过微宇宙培养试验,在土壤中添加不同质量百分比的水钠锰矿(0％、0.1％、0.3％、0.7％、1.5％),预培养7天后,加入硫酸铵N 100 mg/kg继续培养14天.在培养第1、3、7、14天,采用气密性注射器抽取10mL气体样品,气相色谱仪测定N2O含量;同时取土壤样品,比色法测定铵态氮与硝态氮含量.培养结束时,测定土壤pH,采用实时荧光定量PCR测定土壤16S rDNA与氨氧化细菌(AOB) amoA基因拷贝数,高通量测序技术分析微生物群落组成及多样性.[结果]水钠锰矿提高了土壤N2O释放速率,增加了土壤N2O累积释放量,以添加0.1％水钠锰矿的N2O累积释放量最高,添加1.5％的最低.土壤铵态氮含量随培养时间的延长而迅速降低,硝态氮含量则迅速增加.水钠锰矿显著提高了土壤pH与表观N2O产量(N2O-N/NO3--N),pH随着水钠锰矿添加量的增加整体提高,N2O-N/NO3--N则随着水钠锰矿添加量的增加呈降低趋势.适量水钠锰矿显著增加了土壤细菌16SrDNA与氨氧化细菌(AOB) amoA基因拷贝数,并显著提高了土壤16S rDNA与AOB amoA基因拷贝数的比值,但随着水钠锰矿添加量的增加,细菌16S rDNA和AOB amoA基因拷贝数的增加量整体降低;放线菌、变形菌与拟杆菌是所有处理中的优势菌门,通过非度量多维尺度分析发现不同处理间的微生物群落结构差异显著,未添加水钠锰矿处理与添加水钠锰矿1.5％处理的微生物群落结构差异最大,其他处理的微生物群落结构介于两者之间.[结论]土壤中添加0.1％质量比的水钠锰矿,可以通过增加AOB的数量促进红壤性水稻土N2O的释放,显著影响微生物物种丰度与群落结构.但水钠锰矿高添加量处理对AOB的刺激作用减弱,因此,应将土壤锰含量作为影响土壤N2O释放的因素加以考虑.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	付庆灵	华中农业大学资源与环境学院	35	601	13.0	24.0
2	胡红青	华中农业大学资源与环境学院	110	1658	23.0	34.0
3	朱俊	华中农业大学资源与环境学院	15	193	6.0	13.0
4	左继超	华中农业大学资源与环境学院	4	15	2.0	3.0
5	邢志强	华中农业大学资源与环境学院	2	0	0.0	0.0