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硝化抑制剂和肥料减施对减少设施菜田氮源气体排放及与微生物功能基因的互作

2021-05-07张国印刘孟朝孙世友茹淑华赵欧亚李博文

华北农学报 2021年2期

王 凌,张国印,刘孟朝,孙世友,刘 蕾,茹淑华,赵欧亚,李博文

(1.河北农业大学 资源与环境科学学院,河北 保定 071001;2.河北省农林科学院 农业资源环境研究所,河北 石家庄 050051;3.河北省肥料技术创新中心,河北 石家庄 050051)

菜田氮养分调控是减施肥料增效的核心关键,其中微生物在氮元素的循环中发挥了重要作用[16-17]。近几年,利用硝化抑制剂调控氮素循环的研究方兴未艾。由于其效果好、成本低、对环境的危害小等优点在农业中广泛应用,常用的硝化抑制剂有双氰胺(DCD)、2-氯-6三氯甲基吡啶(Nitrapyrin)、3-4甲基吡唑磷酸盐(DMPP)等。它们在新西兰高氮草地、中国南方酸性水稻土及亚热带蔬菜土壤中提高土壤氮肥效率、减少硝酸盐淋失、降低温室气体排放以及提高作物产量等方面已有些报道[18-27]。然而,在我国华北集约化菜田的石灰性土壤中,运用硝化抑制剂减少氮源气体,特别是氮氧化物(NOx)的排放报道较少,尤其是与氨氧化古菌AOA的作用关系更是鲜见报道。本试验深入研究并明晰了硝化抑制剂施用和肥料减施对减少设施菜田NOx、N2O等氮源气体排放及与氨氧化古菌AOA的作用关系,并应用高通量Illumina MiSeq平台测序,利用PICRUSt对16S rDNAV3-V4区基因系列数据进行分析,基于KEGG数据库对与氮代谢相关的功能基因进行了鉴定。为提高华北设施菜田养分利用率,有效防控农业面源污染,切实保障蔬菜食品安全和生态环境安全,促进我国农业高质量绿色发展提供有力的科学依据。

1 材料和方法

1.1 供试土壤

本试验设置于国家农业部鹿泉农业环境科学观测实验站-石家庄市鹿泉市大河镇河北省农林科学院试验站内温室中,开始于2015年,连续种植至今。……

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