氮肥水平对稻田细菌群落及N 2 O排放的影响

作为土壤氮素转化的驱动者，微生物群落结构关系着稻田氮素利用及温室气体N 2 O排放等问题。本研究分别基于高通量测序和荧光定量PCR技术，分析了不同氮肥水平[CK（不施氮）、N（施N 180 kg·hm -2 ）、2/3N（施N 120 kg·hm -2 ）、1/3N（施N 60 kg·hm -2 ）]下稻田细菌群落及硝化反硝化关键微生物功能基因丰度的变化。结果显示：氮肥水平提高增加了稻田细菌物种丰富度Chao1指数和群落多样性Shannon指数，改变了细菌群落组成，其中与硝化作用相关的硝化螺菌门Nitrospirae和嗜酸的醋杆菌门Acidobacteria的相对丰度随氮肥水平提高而增加，但甲烷氧化菌Methylosinus的相对丰度随氮肥水平提高而降低。氮肥水平对稻田硝化作用关键微生物氨氧化细菌 amoA 基因丰度的影响较大，0~5 cm和10~20 cm深度土层中的 amoA 基因丰度均随氮肥用量增加而提高；反硝化作用关键微生物功能基因 nirS 、 qnoB 和 nosZ 的丰度在不施肥处理（CK）中显著低于施肥处理（1/3N、2/3N和N）（ P nirS 基因丰度没有明显差异；0~5 cm土层中 qnoB 和 nosZ 基因丰度存在随氮肥水平提高而增加的趋势，10~20 cm土层中 nosZ 基因丰度在2/3N和N处理下显著高于1/3N处理（ P 2 O排放通量显著高于2/3N及1/3N处理（ P P 2 O排放通量与0~5 cm土层中硝化螺菌门Nitrospirae相对丰度及10~20 cm土层中 amoA 基因丰度存在显著相关性（ P n =10）。综上所述，氮肥水平提高增加了稻田细菌群落多样性，促进了稻田N 2 O排放，且本研究稻田中硝化作用微生物群落及丰度变化与稻田N 2 O排放的关系更为密切。