Page 54 - 《华中农业大学学报(自然科学版)》2022年第6期
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48 华 中 农 业 大 学 学 报 第 41 卷
N 2 O 的排放主要是受土壤的反硝化过程所主导。C 豆科作物和休耕),所以增加了有益菌属的丰度。衷
处理(油菜-甘蔗||春大豆)的 N 2 O 释放量和反硝化潜 炜华等 [31] 研究也表明,红杆菌喜光合好氧细菌,所
势最低,原因可能是大豆作为养地作物有效减少了 以,红杆菌属 Rhodanobacter 在旱地种植模式中相对
甘蔗施肥量,从而减少蔗田土壤 N 2 O 的释放量和反 丰度较高。
硝化潜势。这与龙鹏宇等 [26] 的研究结果相似,他们 通过 Pearson 相关性分析发现,大豆根瘤菌 Bra⁃
认为合理的滴灌施肥措施能有效提高甘蔗产量且减 dythizobium 和 unclassified_p_Proteobacteria 是 影 响
少土壤 N 2 O 的排放。邢肖毅等 [27] 也发现 pH 是影响 土壤反硝化潜势的关键菌属(P <0.05),其中大豆根
土壤反硝化作用的最重要因素,认为较低的 pH 会限 瘤菌 Bradythizobium 与土壤反硝化潜势呈现负相
制土壤反硝化微生物的生长。综上,稻田长期淹水 关,unclassified_p_Proteobacteria 与土壤反硝化潜势
-
下 NO 3 -N 不容易被土壤胶粒所吸附,并还原成水稻 呈正相关,原因可能是大豆根瘤菌 Bradythizobium
难以吸收的气体,导致 N 2 O 大量排放、土壤结构遭到 能够固氮,可以减少土壤中的氮素损失。程玉柱
破坏、土壤养分降低、土壤酸化,加快了土壤反硝化 等 [32] 研究表明禾本科作物可以利用豆科作物所固定
的作用。 的氮素,促进对氮素的吸收。unclassified_p_Proteo⁃
3.2 不同稻田种植模式下土壤 nirS 和 nirK 基因群 bacteria 属于变形菌纲,有研究表明反硝化菌主要为
落结构 原核生物,大量存在于在 α-,β-和 y-变形菌纲中 [23] 。
本试验中稻田不同轮作休耕模式对 nirS 基因群 冗余度分析表明,影响土壤反硝化功能基因群落结
落结构的影响大于 nirK 基因,可能是试验年限较短, 构的重要关键因子是土壤含水率,水田转旱作或者休
nirK 基因不敏感,不容易受短时间环境的改变所影 耕的种植模式改变了稻田土壤生境,土壤水分减少,
响。朱杰等 [8] 发现由于稻虾种植年限较短,nirK 基 对土壤反硝化功能基因群落结产生了影响,周维 [33]
因微生物多样性指数无显著性差异。尽管 nirK 和 研究也证实土壤水分对反硝化微生物群落组成的影
nirS 行使的功能相同,但 nirK 的丰度与磷或钾的供 响最大且最敏感。
应量有关,而 nirS 的丰度由氮的供应量决定 [28] 。谢
婉玉等 [29] 研究表明秸秆还田处理提供了提供氮底 参考文献References
物,对 nirS 基因丰度有显著影响,对 nirK 基因丰度没 [1] 董文军,来永才,孟英,等 . 稻田生态系统温室气体排放影响因
有显著影响。本研究除 E 处理(休耕)外均种植豆科 素的研究进展[J]. 黑龙江农业科学,2015(5):145-148.DONG
作物,豆科作物可固氮,所以 nirS 基因的物种多样性 W J,LAI Y C,MENG Y,et al.Research progress of greenhouse
出现显著性差异。试验中 E 处理更有利于土壤 nirS gases emission in paddy field ecosystems[J]. Heilongjiang agri‐
cultural sciences,2015(5):145-148(in Chinese with English
基因 α-多样性指数的提高,其原因可能是休耕处理 abstract).
的土壤容重较低,保水性较好,土壤养分不易流失。 [2] 颜晓元,周伟 . 长江三角洲农田地下水反硝化对硝酸盐的去除
在本研究中,种植豆科绿肥作物及施肥处理 nirS、 作用[J].土壤学报,2019,56(2):350-362.YAN X Y,ZHOU W.
Groundwater nitrate removal through denitrification under farm‐
nirK 功能基因丰度均有显著性差异。本研究中 unla‐
land in Yangtze River Delta[J].Acta pedologica sinica,2019,56
sified_p_Proteoba 是 nirS 和 nirK 型反硝化细菌的共 (2):350-362(in Chinese with English abstract).
同优势菌属,这与 Snaidr 等 [30] 对土壤反硝化微生物 [3] CHAPAGAIN T,YAMAJI E.The effects of irrigation method,
age of seedling and spacing on crop performance,productivity
的研究结果吻合。nirS、nirK 功能基因中的各菌属丰
and water-wise rice production in Japan[J].Paddy and water envi‐
度均为 B 处理(紫云英-早稻-玉米||甘薯)较高,主要
ronment,2010,8(1):81-90.
是 unclassified_k_norank_d、unclassified_p_Proteobac⁃ [4] 郭俊杰,朱晨,刘文波,等 . 不同施肥模式对土壤氮循环功能微
teria、亚硝化螺菌属 Nitrosospira 菌属的丰度较高,可 生物的影响[J]. 植物营养与肥料学报,2021,27(5):751-759.
GUO J J,ZHU W,LIU W B,et al.Effects of different fertiliza‐
能由于该处理作物类型多且采用了水旱轮作模式,
tion managements on functional microorganisms involved in ni‐
使得根系分泌物及作物的凋落物增加,相应增加了 trogen cycle[J].Journal of plant nutrition and fertilizers,2021,27
细菌相对丰度。D处理(紫云英-春大豆-秋大豆)和 E (5):751-759(in Chinese with English abstract).
处理(休耕)红杆菌属 Rhodanobacter 和大豆根瘤菌 [5] 陈志刚,刘龙梅,陈蕾,等 . 水分调控对水稻根际土壤反硝化作
用的影响[J].水土保持研究,2015,22(5):133-137.CHEN Z G,
Bradythizobium 相对丰度较高,且只有 D处理中有博
LIU L M,CHEN L,et al.Effects of three different irrigation cul‐
斯氏菌属(Bosea),可能由于该模式有养地作用(种植 tivated modes on soil denitrification of rice rhizosphere[J]. Re‐

