过量施肥对设施菜田土壤菌群结构及N2O产生的影响

纪梦梦; 吴晓刚; 吴欣欣; 吴巧玉; 李冀; 秦先超; 张晓君

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过量施肥对设施菜田土壤菌群结构及N2O产生的影响

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[背景]N2O是一种很强的温室气体,其温室效应强度大约是CO2的265倍.土壤氮肥施加量是影响N2O排放的重要因素,而厌氧条件下微生物反硝化则是N2O产生的重要途径.[目的]研究过量施肥条件下蔬菜大棚土壤菌群结构变化及其对N2O气体排放的影响.[方法]利用自动化培养与实时气体检测系统(Robot)监测土壤厌氧培养过程中N2O和N2排放通量,比较过量施肥和减氮施肥模式下土壤N2O排放模式的差异.通过Illumina二代测序平台对这2种不同施肥处理的土壤微生物群落进行高通量测序,研究不同施肥量对土壤菌群组成的影响.[结果]过量施肥土壤中硝酸盐的含量大约是减氮施肥土壤的2倍,通过添加硝酸盐使2种土壤的硝酸盐含量均为60 mg/kg或为200 mg/kg时,过量施肥土壤在厌氧培养前期N2O气体的产生量及产生速度都明显高于减氮施肥土壤.另外,过量施肥导致土壤菌群结构发生显著改变,并且降低了土壤微生物的多样性.相对于减氮施肥,过量施肥方式富集了Rhodanobacter属的微生物.PICRUSt预测结果显示,传统施肥没有显著改变反硝化功能基因相对丰度.[结论]长期过量氮肥施用显著增加了土壤N2O的排放,可能原因是施肥改变了包括氮转化相关微生物在内的土壤菌群组成,从而影响了土壤N2O气体的形成与还原过程.

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来源
《微生物学通报》 |2018年第6期|1323-1332|共10页
作者
纪梦梦; 吴晓刚; 吴欣欣; 吴巧玉; 李冀; 秦先超; 张晓君;
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作者单位

上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240;

上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240;

上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240;

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上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240;

上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240;

上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240;

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正文语种 chi
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关键词
氮肥; N2O; 菌群; 硝酸盐; 反硝化;

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