农业环境科学学报

作者：赵伟东,郭宝玲,郑祥洲,汤水荣,孟磊,张玉树

单位：海南大学热带作物学院, 海口 570228,福建省农业科学院土壤肥料研究所/福建省植物营养与肥料重点实验室, 福州 350013,福建省农业科学院土壤肥料研究所/福建省植物营养与肥料重点实验室, 福州 350013,福建省农业科学院土壤肥料研究所/福建省植物营养与肥料重点实验室, 福州 350013,海南大学热带作物学院, 海口 570228,海南大学热带作物学院, 海口 570228,福建省农业科学院土壤肥料研究所/福建省植物营养与肥料重点实验室, 福州 350013

关键词：N2O排放,培养试验,长期施肥,微生物功能基因,水旱轮作,

基金：国家自然科学基金项目（41907077，41807022）；福建省属公益科研院所专项（2019R1025-3）；海南大学高层次人才科研启动基金项目（KYQD（ZR）858）；海南省自然科学基金项目（2019RC064）；福建省农业科学院科研项目（GJYS2019004）

为研究水-旱轮作条件中土壤氧化亚氮（N2O）排放对不同施肥处理的响应，本文以亚热带地区长期不同施肥定位试验（烟-稻轮作）土壤为研究对象，设置 60% 持水量（WHC）+不施肥（UCK）、60%WHC+推荐施肥（UNPK）、60%WHC+高氮施肥（UNhPK）、60%WHC+推荐施肥配施秸秆（UNPKS）、淹水+不施肥（FCK）、淹水+推荐施肥（FNPK）、淹水+高氮施肥（FNhPK）、淹水+推荐施肥配施秸秆（FNPKS）共 8个处理，开展室内培养试验，测定土壤 N2O排放及微生物相关功能基因丰度变化，探讨不同施肥土壤N2O排放与相关功能基因丰度对水分的响应规律。结果表明：与CK处理相比，其他施肥处理均显著降低土壤pH，NPKS显著增加土壤有机质（SOM）和全氮（TN）含量；与NPK处理相比，NhPK和NPKS均显著降低土壤碳氮比（C/N）。60%WHC和淹水条件各施肥处理N2O累积排放量分别为0.56~1.44 mg·kg-1和14.89~20.70 mg·kg-1。与60%WHC条件相比，淹水显著促进各施肥处理N2O排放。60%WHC 条件下，与 UNPK 处理相比，UNPKS 处理显著降低 N2O 排放。两种不同水分条件下，N2O 累积排放量与铵态氮（NH+4-N）含量均呈负相关，与硝态氮（NO-3-N）含量均呈正相关。相比于 UCK 处理，UNPK 和 UNhPK 显著提高 AOA 基因拷贝数，UNPK 显著提高 AOB基因拷贝数；UNhPK显著降低 nirK、nirS和 nosZ基因拷贝数，UNPKS显著降低 nirS基因拷贝数。相比于 FCK处理，FNPK、FNhPK、FNPKS均显著提高 AOA和 AOB基因拷贝数，均显著降低 nirS的基因拷贝数。淹水各施肥处理 AOA、AOB基因拷贝数和（nirK+nirS）/nosZ 比值分别为 60%WHC 各施肥处理的 1.80~2.49倍、1.19~2.19倍和 1.25~1.42倍，与 60%WHC 相比，淹水促进硝化菌硝化作用和反硝化作用的强度，导致大量 N2O 排放；UNPKS 处理的（nirK+nirS）/nosZ 比值比 UNPK 低 21%，相比于UNPK处理，UNPKS处理降低土壤反硝化作用，减少N2O排放。研究表明，淹水条件增加了土壤N2O排放，但减弱了施肥对N2O排放的影响；低水分条件下化学肥料配施秸秆可以显著减少N2O排放。

来源：2023年第7期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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