APP下载

长期秸秆还田下土壤反硝化细菌群落的有机碳驱动机制

2021-10-09贾生强范惠珊陈喜靖沈阿林

浙江农业学报 2021年9期

贾生强,范惠珊,陈喜靖,喻 曼,沈阿林,苏 瑶,*

(1.浙江农林大学 环境与资源学院,浙江 杭州 311300; 2.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所,浙江 杭州 310021)

秸秆占作物总生物量的50%~80%,含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等营养物质,是一种能直接利用的可再生资源[1]。据统计,我国秸秆年产量在10亿t左右,直接还田是目前我国秸秆资源化利用最主要的方式[2],其比例在2016年已超过50%。秸秆还田可改善土壤结构,提高土壤肥力[3-6],增加土壤微生物量并提高其活性[7-8],具有促进农民增产增收、维持土壤健康的重要作用。高碳氮比的作物秸秆加入土壤后,将与土壤原有的碳库和氮库发生复杂的生物化学和物理化学作用,这些作用会极大地影响土壤微生物的多样性,改变土壤碳、氮循环[9-11]。

反硝化作用是土壤氮循环的重要环节,也是我国农业生态系统氮损失的主要途径之一[12]。据统计,由土壤生物反硝化途径造成的农业生态系统氮损失可达35.0%~52.0%[12]。研究证实,秸秆还田可增加土壤反硝化细菌功能基因nirS、nirK和nosZ的拷贝数,并提高反硝化活性[13-16]。主要原因包括:(1)秸秆还田增加土壤微生物活性,进而加快对土壤氧的消耗,为土壤生物反硝化作用创造有益的缺氧或厌氧环境;(2)还田秸秆碳转化过程形成的土壤有机碳,包括溶解性有机碳(DOC)、易氧化态有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MOC)等,为土壤中的反硝化微生物提供了更多的可利用碳源,进而促进反硝化微生物的生长,增强其活性[14,17]。……

登录APP查看全文