文章摘要
不同有机碳源对稻田土壤反硝化及N2O消减潜力的影响
The effects of different organic carbon substrates on denitrification and N2O reduction potential in paddy soils
投稿时间:2024-03-15  修订日期:2024-06-04
DOI:
中文关键词: 稻田  反硝化  N2O还原  有机碳特性  nosZ基因
英文关键词: Paddy field  Denitrification  N2O reduction  Organic carbon characteristics  nosZ gene
基金项目:国家自然科学基金项目 (42377295,42175138,92251305)
作者单位邮编
滕钊军 南京信息工程大学生态与应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室 210044
周兰 南京信息工程大学生态与应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室 
陈汉 南京信息工程大学生态与应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室 
潘俊宇 南京信息工程大学生态与应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室 
蔡元锋 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室 
张耀鸿* 南京信息工程大学生态与应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室 210044
贾仲君 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室 
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中文摘要:
      稻田湿地生态系统的N2O还原潜力对缓解大气温室效应具有重要意义。尽管碳源数量被认为是调控土壤反硝化过程及其N2O排放通量的重要因素,然而有机碳源的化学特性如何影响稻田土壤反硝化速率及其N2O消减潜势的机理尚不清楚。本试验选用两个典型稻田土壤,在添加葡萄糖、甲酸、甲烷3种有机碳源条件下,通过乙炔抑制法研究稻田土壤的反硝化速率和N2O净排放速率,进而估算N2O还原速率。在此基础上,添加N2O底物进行厌氧培养,通过测定N2O消耗量表征土壤的N2O消减潜势,并分析nosZ功能基因的数量特征。结果表明,添加葡萄糖或甲酸均显著促进了YZ稻田和XY稻田的反硝化速率,比CK处理增加了26.6%-63.2%;而添加甲烷只对XY稻田的反硝化速率具有促进效应,比CK处理增加了7.1%。稻田土壤的N2O还原速率与N2O消减潜势呈显著正相关。3种有机碳源添加条件下XY稻田N2O还原速率增幅均高于反硝化速率增幅,是其N2O净排放速率和N2O/N2比值均显著低于CK处理的主要原因。相关性分析发现YZ土壤N2O消减潜势与功能基因nosZ Ι拷贝数呈显著正相关,而XY土壤N2O消减潜势与功能基因nosZ ΙΙ拷贝数呈显著正相关。可见,有机碳源对土壤反硝化及N2O消减潜力的作用效应受到稻田土壤本底特性的影响,以nosZ ΙΙ型N2O还原菌为优势微生物的稻田对添加3种有机碳源的响应度较大,在稻田生产中具有较高的N2O消减潜力。
英文摘要:
      1.有机碳源添加条件下XY稻田N2O还原速率增幅高于N2O产生速率增幅,是其N2O净排放速率和N2O/N2比值均显著低于CK处理的主要原因。 2.以nosZ ΙΙ型N2O还原菌为优势微生物的稻田对添加有机碳源的响应度较大,在稻田生产中具有较高的N2O消减潜力。
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