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浅表层水稻土N2O消耗能力及其与N2O还原微生物的耦合关系
引用本文:王玲,李昆,宋雅琦,公勤,李兆华. 浅表层水稻土N2O消耗能力及其与N2O还原微生物的耦合关系[J]. 生态学报, 2019, 39(20): 7602-7610
作者姓名:王玲  李昆  宋雅琦  公勤  李兆华
作者单位:湖北大学资源环境学院, 武汉 430062;湖北省农村安全饮用水工程技术研究中心, 武汉 430062,湖北大学资源环境学院, 武汉 430062;湖北省农村安全饮用水工程技术研究中心, 武汉 430062,湖北大学资源环境学院, 武汉 430062,湖北大学资源环境学院, 武汉 430062,湖北大学资源环境学院, 武汉 430062;湖北省农村安全饮用水工程技术研究中心, 武汉 430062
基金项目:中国博士后科学基金项目(2017M622386);国家自然科学基金项目(41807043);湖北省自然基金创新群体项目(2016CFA016)
摘    要:土壤不仅能够产生、排放温室气体N_2O,还具有截留、吸收、转化N_2O的能力。土壤消耗N_2O已经成为很重要的一种降低大气N_2O浓度的途径,但目前关于土壤N_2O消耗过程及其微生物调控机制的系统研究较为缺乏。试验以浅表层水稻土柱(0—5 cm)为研究对象,通过外源添加N_2O气体研究N_2O迁移通过淹水土柱的动态过程,以及N_2O消耗能力与氧化亚氮还原酶基因丰度变化和其他土壤养分含量变化的联系,揭示浅表层水稻土N_2O消纳量与N_2O还原微生物之间的耦合关系。结果显示,淹水厌氧条件下5 cm土壤深度外源添加的N_2O迁移通过浅表层土柱后,仅有7.17—9.80%部分逸散出土表,表明0—5 cm淹水水稻土层具有极强的N_2O截留能力(90%以上)而减少N_2O净排放量。排放出土表的N_2O也可被淹水土柱继续吸收消耗,且吸收转化速率随N_2O浓度增加而大幅提高,最高可达到3896.75μg N m~(-2) h~(-1)。与此同时,土壤DOC含量大量消耗,含nosZⅠ基因的反硝化微生物数量显著增长(P0.01),而nosZⅡ基因丰度的无显著变化。说明高浓度N_2O添加能够促进淹水土壤N_2O吸收消耗能力,此刺激作用可能主要由含nosZⅠ基因的N_2O还原微生物进行调控。浅表层土壤强大的N_2O吸收消耗功能可进一步深入系统研究,为实践温室气体减排提供理论基础。

关 键 词:水稻土  淹水厌氧  N2O消耗  nosZI  nosZII
收稿时间:2018-09-23
修稿时间:2019-05-16

The N2O consumption ability in the surface paddy soil layer and its coupling relationship to N2O reducing microorganisms
WANG Ling,LI Kun,SONG Yaqi,GONG Qin and LI Zhaohua. The N2O consumption ability in the surface paddy soil layer and its coupling relationship to N2O reducing microorganisms[J]. Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(20): 7602-7610
Authors:WANG Ling  LI Kun  SONG Yaqi  GONG Qin  LI Zhaohua
Affiliation:Faculty of Resources and Environmental Science, Hubei University, Wuhan 430062, China;Hubei Rural Safe Drinking Water Engineering Technology Research Center, Wuhan 430062, China,Faculty of Resources and Environmental Science, Hubei University, Wuhan 430062, China;Hubei Rural Safe Drinking Water Engineering Technology Research Center, Wuhan 430062, China,Faculty of Resources and Environmental Science, Hubei University, Wuhan 430062, China,Faculty of Resources and Environmental Science, Hubei University, Wuhan 430062, China and Faculty of Resources and Environmental Science, Hubei University, Wuhan 430062, China;Hubei Rural Safe Drinking Water Engineering Technology Research Center, Wuhan 430062, China
Abstract:
Keywords:paddy soil core  flooded-anaerobic condition  N2O consumption  nosZI  nosZII
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