农业环境科学学报

作者：汪方圆,张耀鸿,饶旭东,谢晴,贾仲君

单位：南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室, 南京 210044,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, 南京 210008,南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室, 南京 210044,南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室, 南京 210044,南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室, 南京 210044,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, 南京 210008

关键词：围垦,滨海稻田,nosZ基因,N2O还原,

基金：国家自然科学基金项目（41671247，41103039）；江苏省自然科学基金项目（BK20171455）；国家留学基金项目（201908320185）

稻田湿地生态系统的N2O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义，而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N2O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0），比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N2O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明，土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加，而土壤pH值、SO42-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N2O还原速率随围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N2O·g-1·d-1，与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现，功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×108 copies·g-1和4.36×108 copies· g-1，比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N2O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关，而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ；N2O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO42-）均呈负相关。因此，围垦造田促进了滨海湿地土壤N2O还原过程，而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N2O还原速率增加的重要原因。

来源：2020年第11期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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