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长期缺素施肥及石灰石膏施用对江西鹰潭红壤反硝化微生物功能基因丰度的影响

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反硝化功能基因丰度是决定温室气体氧化亚氮(N2O)排放潜力的重要生物因素.反硝化功能基因主要包括产生N2O的关键基因nirK和nirS,以及将N2O还原成氮气的基因nosZⅠ和nosZⅡ.本研究利用实时荧光定量PCR,研究了32年缺施氮(N)、磷(P)或钾(K)肥,以及施用石灰、石膏处理下江西鹰潭红壤反硝化功能基因的丰度,分析了其关键影响因素.结果 表明:与平衡施肥的NPK处理相比,缺施P肥显著降低了nirK、nirS、nosZⅠ和nosZⅡ基因丰度;缺施N肥显著降低了nirK、nosZⅠ和nosZⅡ丰度,对nirS丰度无显著影响;缺施K肥则对反硝化功能基因丰度无显著影响.逐步回归和随机森林分析表明,土壤pH值是影响旱地红壤nosZⅠ和nosZⅡ基因丰度的关键环境因子.施用石灰或石灰+石膏提高了土壤pH值,进而显著提高了nosZⅡ基因丰度和nosZ Ⅱ/nosZⅠ比值,增幅分别为151％ ～233％和127％～155％.旱地红壤施用石灰或石灰+石膏更有利于nosZⅡ型N2O还原菌生长,可能提高nosZⅡ在N2O还原中的相对重要性.缺施P肥对红壤反硝化功能基因丰度的负面影响最大,而施用石灰或石灰+石膏可以提高nosZⅡ丰度和nosZ Ⅱ/nosZⅠ比值,有利于降低红壤N2O排放潜力.
Long-term effects of imbalanced fertilization with lime and gypsum additions on denitrifying functional genes of an Ultisol at Yingtan,Jiangxi,China

段春健、宛颂、叶桂萍、樊剑波、王全成、贺纪正、林永新

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湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福州350007

福建师范大学地理科学学院,福州350007

闽江学院海洋研究院,福州350108

中国科学院南京土壤研究所,南京210008

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农田土壤 长期施肥 石灰 nosZⅠ nosZⅡ

国家自然科学基金国家自然科学基金中国博士后科学基金

41807048419307562019T120474

2021

10.13287/j.1001-9332.202106.033

应用生态学报
中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所

应用生态学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.114
ISSN：1001-9332
年,卷(期)：2021.32(6)
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