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氧气对水稻土N_2O排放和...G型反硝化微生物的短期影响_姚东良.pdf

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资源描述

1、湖南农业大学学报(自然科学版)2023,49(3):335343DOI:10.13331/ki.jhau.2023.03.012Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)引用格式:姚东良,彭德元,王振华,秦红灵,刘毅,张俊忠氧气对水稻土 N2O 排放和 narG 型反硝化微生物的短期影响J湖南农业大学学报(自然科学版),2023,49(3):335343YAO D L,PENG D Y,WANG Z H,QING H L,LIU Y,ZHANG J ZShort-term effects of the oxygen on

2、 N2Oemissions and narG type denitrifying microbes in paddy soilsJJournal of HunanAgricultural University(NaturalSciences),2023,49(3):335343投稿网址:http:/氧气对水稻土 N2O 排放和 narG 型反硝化微生物的短期影响姚东良1,彭德元2,王振华2,秦红灵3,刘毅3,张俊忠1,4*(1.西南林业大学生物多样性保护学院,云南 昆明 650224;2.湖南省烟草公司张家界市公司,湖南 张家界427099;3.中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程

3、重点实验室,湖南 长沙 410125;4.云南省森林灾害预警与控制重点实验室,云南 昆明 650224)摘要:选取第四纪红土发育水稻土,在 0%(厌氧)、10%(兼性厌氧)和 21%(好氧)等 3 个 O2体积分数及 40%和60%2 种土壤含水量条件下进行室内培养,探讨 O2含量对土壤 N2O 排放及 narG 型反硝化微生物种群丰度和群落组成的影响。结果表明:40%和 60%2 种土壤含水量条件下,厌氧处理的 N2O 排放通量均最高,且 60%土壤含水量处理下的 N2O 排放通量略高于 40%土壤含水量处理的;方差分析表明,相比于土壤含水量,O2含量是制约土壤中 N2O 排放更关键的因子;

4、微生物 narG 基因丰度与 O2含量呈极显著(P0.01)负相关,与 N2O 排放通量和土壤 NO3N 消耗质量分数呈极显著(P0.01)正相关,与土壤含水量呈正相关,但不显著;O2含量和含水量均会造成土壤 narG 型反硝化微生物群落组成差异,40%土壤含水量处理,OTU1882(Pseudolabrys)、OTU1510(分枝杆菌属)的占比较大,60%土壤含水量处理,OTU1593(地杆菌属)的占比较大,当土壤含水量一定时,同一培养时间厌氧处理的优势 OTU1882 和 OTU1510 相对丰度偏低,且变化幅度较大,其相对丰度与 N2O 排放通量呈负相关,其中 OTU1882 的影响显著

5、(P0.05)。可见,土壤 O2含量通过调控土壤微生物的 narG 基因丰度和群落组成而调控 N2O 的排放。关键词:水稻土;narG 型反硝化微生物;氧气;土壤含水量;N2O 排放中图分类号:S154.1文献标志码:A文章编号:1007-1032(2023)03-0335-09Short-term effects of the oxygen on N2O emissions and narG typedenitrifying microbes in paddy soilsYAO Dongliang1,PENG Deyuan2,WANG Zhenhua2,QING Hongling3,LIU

6、Yi3,ZHANG Junzhong1,4*(1.College of Biodiversity Conservation,Southwest Forestry University,Kunming,Yunnan 650224,China;2.ZhangjiajieCity Company,Hunan Tobacco Company,Zhangjiajie,Hunan 427099,China;3.Key Laboratory of Agro-ecologicalProcesses in Subtropical Region,Institute of Subtropical Agricultu

7、re,Chinese Academy of Sciences,Changsha,Hunan410125,China;4.Key Laboratory of Forest Disaster Warning and Control in Yunnan Province,Kunming,Yunnan650224,China)Abstract:To investigate the effect of soil O2concentration on soil N2O emission and the abundance and composition of收稿日期:20220602修回日期:202305

8、25基金项目:湖南省自然科学基金面上项目(2022JJ30647、2020JJ4654);湖南创新型省份建设专项经费(2021NK2028);云南省教育厅科学研究基金项目(2022J0512);湖南省烟草公司张家界市公司项目(202103)作者简介:姚东良(1993),男,河南郑州人,硕士研究生,主要从事农业资源利用研究,;*通信作者,张俊忠,博士,副教授,主要从事土壤微生物研究,336湖南农业大学学报(自然科学版)http:/2023 年 6 月narG type denitrifying microbes in paddy soils,the quaternary red clay was

9、 incubated under three O2concentrations of0%(anaerobic),10%,and 21%,and two soil water contents of 40%and 60%.The results showed that under both 40%and 60%soil moisture conditions,anaerobic treatment had the highest N2O emission flux,and the N2O emission fluxunder 60%soil moisture treatment was slig

10、htly higher than that under 40%soil moisture treatment.The analysis ofvariance indicated compared with soil water content,O2was more important factor restricting N2O emissions in thesoil.The abundance of narG gene of soil microbes was negatively correlated with O2content(P0.01),positivelycorrelated

11、with N2O emission flux and soil NO3-N consumption mass fraction(P0.01),and positively correlated withsoil moisture content,but not significantly.Both O2content and soil moisture content could cause the difference incomposition of narG type denitrifying microbial community.In the 40%soil moisture tre

12、atment,OTU1882(Pseudolabs)and OTU1510(Mycobacterium)accounted for a larger proportion,while in the 60%soil moisture treatment,OTU1593(Geobacter)accounted for a larger proportion.When the soil moisture content was constant,the relativeabundances of advantages OTU1882 and OTU1510 in anaerobic treatmen

13、t at the same time were relatively low,and thevariation amplitude were large,which were negatively correlated with N2O emission flux with a significant(P2%)序列在NCBI比对后上传 GenBank,登录号为 ON159441 至 ON159474。1.5数据处理与统计分析运用 Excel 2010 对试验原始数据进行记录整理;运用 SPSS 25.0 对 N2O 排放通量与 O2含量和土壤含水量进行双因素方差(twoway ANOVA)分析

14、,对 narG 丰度进行单因素方差分析(onewayANOVA,LSD)和对 narG 种群丰度变化与 N2O 排放通量、NO3N 含量等因素进行皮尔森相关性分析。运用 Rstudio(v4.1.2)中 Function 函数命令筛选优势 OTUs(丰度2%)。分别运用 OriginPro 2022 和MEGAX 绘制图形和系统发育树。2结果与分析2.1不同处理土壤 N2O 排放的动态变化表 1 显示,在 40%土壤含水量条件下,厌氧处理中 N2O 的排放通量从 2 d 时的 7.8 mmol/(m2h)逐渐上升至 8 d 时的 182.2 mmol/(m2h),达到峰值,随后逐渐下降,在 2

15、4 d 时排放通量降至约 63.8mmol/(m2h);兼性厌氧和好氧处理中 N2O 的排放通量在 010 d 呈上升趋势,峰值时间较厌氧处理的延后了 2 d,且峰值大小也比厌氧处理的低 100mmol/(m2h)以上,随后 1012 d 又下降,好氧和兼性厌氧处理的最终 N2O 排放通量下降至 11.0、17.1mmol/(m2h)。在 60%土壤含水量条件下,3 种不同氧气含量处理中 N2O 排放速率与 40%土壤含水量条件下对应处理的变化趋势基本类似,但有 2 个主要不同点:厌氧和兼性厌氧处理中 N2O 的排放通量338湖南农业大学学报(自然科学版)http:/2023 年 6 月峰值出

16、现的时间相比好氧处理条件下的提前了2 d;厌氧处理中 N2O 排放通量的高峰值相比兼性厌氧和好氧处理的高 200 mmol/(m2h)以上。将 N2O 排放通量与 O2体积分数、土壤含水量进行双因素方差分析(表 2)发现,O2体积分数和土壤含水量因素的交互作用与土壤含水量对 N2O 排放通量没有显著影响,而 O2体积分数对 N2O 排放通量有极显著(P=0.001)影响。表 1不同含水量和 O2含量处理的土壤 N2O 排放通量Table 1The N2O emission flux from soil treated with different water contents and O2co

17、ntents处理N2O 排放通量/(mmolm2h1)2 d4 d6 d8 d10 d12 d14 dT1(7.81.0)Be(62.96.8)Bd(160.313.3)Bb(182.217.7)Ba(146.722.5)Bb(93.714.6)Bc(63.721.8)BdT2(1.30.2)De(9.40.7)Cd(25.14.6)Dc(49.65.1)Db(81.614.4)Ca(44.73.3)Db(17.13.3)DcT3(3.81.9)Ce(7.20.9)Cd(19.51.6)Dc(38.63.1)Eb(55.410.2)Da(50.08.9)Da(11.03.4)EdT4(40.6

18、1.0)Ae(108.117.7)Ad(203.525.5)Ac(311.418.0)Aa(239.119.1)Ab(209.717.9)Ac(108.916.7)AdT5(2.70.6)Ce(9.20.3)Cd(65.810.2)Cc(99.711.3)Ca(75.22.4)Cb(66.95.9)Cc(16.64.9)DdT6(3.40.5)Cd(6.20.5)Cd(24.16.1)Dc(45.52.8)Db(82.89.6)Ca(42.33.4)Db(25.82.2)Cc同列不同大写字母示处理间的差异有统计学意义(P0.05);同行不同小写字母示同一处理不同时间点的差异有统计学意义(P0.

19、05)。表 2N2O 排放通量与 O2含量和土壤含水量的双因素方差分析结果Table 2The two-way ANOVA of soil N2O emission rate and O2concentration and soil water content变量F显著性O2体积分数13.2630.001土壤含水量1.9340.190O2体积分数土壤含水量0.6230.5532.2不同处理土壤 NO3N 质量分数的动态变化从表 3 可知,在土壤含水量为 40%的处理中,厌氧处理中的 NO3N 迅速被消耗,前 8 d 急剧下降至 2.33 mg/kg,8 d 后开始保持稳定;兼性厌氧处理中的 N

20、O3N 在 6 d 后才被快速消耗,10 d 后基本趋于动态稳定;好氧处理中的 NO3N 被消耗的最慢,414 d 时,好氧处理中的 NO3N 质量分数比厌氧和兼性厌氧处理约高 1.14.2 mg/kg。相比40%土壤含水量,在土壤含水量为 60%的同一氧气含量条件下 NO3N 质量分数的变化趋势基本类似,但在培养过程中 NO3N 的消耗速度更快,厌氧、兼性厌氧和好氧处理中 NO3N 质量分数分别在 6、8、10 d 时趋于动态稳定。表 3不同含水量和 O2含量处理的土壤 NO3N 质量分数Table 3The NO3-N mass fraction of soil treated with

21、different water contents and O2contents处理NO3N 质量分数/(gkg1)2 d4 d6 d8 d10 d12 d14 dT1(5.560.10)Ca(4.451.18)Db(3.020.99)Dc(2.330.51)Dd(2.660.43)Dd(2.720.53)Dd(2.510.53)CdT2(6.530.28)Aa(6.270.12)Ba(6.410.64)Ba(4.860.11)Bb(3.650.34)Bc(3.740.29)Bc(3.660.45)BcT3(6.370.21)Ab(7.910.75)Aa(7.250.68)Aa(6.160.28

22、)Ab(5.890.55)Ab(4.610.68)Ac(4.600.26)AcT4(5.470.07)Ca(3.840.29)Eb(1.840.13)Ec(1.970.14)Ec(1.980.12)Ec(2.100.25)Ec(1.930.16)DcT5(6.440.14)Aa(4.560.30)Db(3.730.68)Dc(2.370.23)Dd(2.430.10)Dd(2.400.17)Dd(2.410.10)CdT6(5.960.26)Ba(5.530.17)Ca(4.890.4)Cb(3.380.58)Cc(3.070.82)Cd(3.410.32)Cc(3.400.51)Bc同列不同

23、大写字母示处理间的差异有统计学意义(P0.05);同行不同小写字母示同一处理不同时间点的差异有统计学意义(P0.05)。2.3不同处理土壤 narG 基因丰度的动态变化从表 4 可知,各处理中 narG 基因丰度均随培养时间的增加而增加。8、14 d 时的土壤含水量 40%的厌氧处理中的 lg(narG 基因拷贝数)比 2 d 时的显著(P0.05)增加 0.7%、0.8%;8、14 d 时的土壤含水量 60%的厌氧处理中的 lg(narG 基因拷贝数)比 2d 时的显著(P0.05)增加 1.0%和 1.2%;同一氧气处理和时间点,土壤含水量 60%处理中的 lg(narG 基因拷贝数)等于

24、或高于土壤含水量 40%处理的;在 2种土壤含水量条件下,厌氧处理中的 lg(narG 基因拷贝数)均等于或高于兼性厌氧和好氧处理的。对第 49 卷第 3 期姚东良等氧气对水稻土 N2O 排放和 narG 型反硝化微生物的短期影响339narG 基因丰度与 N2O 排放通量、土壤 NO3N 被消耗量、含水量和 O2含量进行皮尔森相关性分析,发现narG基因丰度与N2O排放通量和土壤NO3N消耗质量分数呈极显著(P0.01)正相关关系,相关系数分别为 0.916、0.693;与 O2含量呈极显著(P0.01)负相关关系,相关系数为0.518;与土壤含水量呈正相关关系,相关系数为 0.211,但相

25、关性不显著。表 4不同含水量和 O2含量处理的土壤微生物 narG基因丰度Table 4The narG gene abundance of microbes in soil treatedwith different water contents and O2contents处理lg(narG 基因拷贝数)/(g1)2 d8 d14 dT1(8.930.03)b(8.990.04)a(9.000.01)BaT28.930.028.950.05(8.960.04)BT38.930.018.950.01(8.960.01)BT4(8.930.05)b(9.020.06)a(9.040.06)Aa

26、T58.930.028.970.02(8.970.03)BT68.930.028.950.02(8.960.03)B同列不同大写字母示处理间的差异有统计学意义(P0.05);同行不同小写字母示同一处理不同时间点的差异有统计学意义(P0.05)。2.4不同处理土壤 narG 群落组成的动态变化从图 1 可知,各处理的优势 OTU 组成有差异,其中变化较大的优势 OTU 有 OTU1882、OTU1510、OTU1593、OTU1596。结合 narG 基因系统发育树(图2)分析发现,OTU1882 与 Pseudolabrys 相近,OTU1510 与分枝杆菌属(Mycobacterium)相近

27、,OTU1596 与慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)相近,OTU1593 与地杆菌属(Geobacter)的距离较近,此外,还 有 一 些 优 势 O T U 与 固 氮 根 瘤 菌 属(Azorhizobium)、红游动菌属(Rhodoplanes)相近。在40%土壤含水量条件下,与 2 d 时相比,14 d 时各处理中的 OTU1882、OTU1510 和 OTU1596 相对丰度均降低,但厌氧处理的变化较其他处理更明显,且厌氧处理的OTU1593相对丰度增加较多;在60%土壤含水量条件下,从 2 d 到 14 d,同氧气体积分数处理的 OTU1882、OTU1510 相对丰度

28、都呈现下降的趋势,特别是 14 d 时厌氧处理中的 OTU1510接近消失。此外,在此 2 种土壤含水量条件下的OTU 组成的差异较大,变化最明显的是 OTU1593的相对丰度,在 60%土壤含水量条件下其占比最100806040200相对丰度/%OTU617OTU1594OTU604OTU1612OTU1580OTU625OTU1728OTU1225OTU1930OTU605OTU601OTU1590OTU619OTU608OTU1197OTU53OTU159OTU189OTU1681OTU187OTU1593OTU171OTU177OTU1592OTU1285OTU185OTU167OTU

29、180OTU1462OTU1945OTU186OTU1596OTU1510OTU1882处理图 1不同含水量和 O2含量处理的土壤 narG 群落组成Fig.1The composition of narG type microbes in soil treated with different water contents and O2contentsT12 T18 T114 T22T28 T214 T32T38 T314 T42T48 T414 T52T58 T514 T62T68 T614340湖南农业大学学报(自然科学版)http:/2023 年 6 月6666636666646466

30、59666462666766635664646364656464555864646364656465645964585358645954140.1OTU177(ON159452)OTU53(ON159459)OTU1225(ON159467)OTU1612(ON159471)OTU1930(ON159466)OTU187(ON159455)OTU625(ON159469)OTU1580(ON159470)OTU1590(ON159463)OTU604(ON159472)OTU171(ON159453)OTU608(ON159461)OTU159(ON159458)OTU1594(ON15947

31、3)OTU617(ON159474)Geobacter lovleyi SZ(CP001089)OTU601(ON159464)OTU1197(ON159460)OTU1592(ON159451)Mycobacterium spongiae strain FSD4bSM(CP046600)OTU1510(ON159442)OTU1593(ON159454)Azorhizobium caulinodans ORS 571(AP009384)OTU605(ON159465)OTU619(ON159462)Bradyrhizobium elkanii USDA 61(AP013103)OTU186(

32、ON159444)OTU1285(ON159450)OTU1596(ON159443)Rhodoplanes sp.Z2YC6860(CP007440)OTU1728(ON159468)Pseudolabrys taiwanensis strain CCBB4(CP031417)OTU1882(ON159441)OTU1945(ON159445)Burkholderia multivorans strain FDAARGOS 719(CP046338)OTU185(ON159449)Halomonas sp.BCM45(CP035042)Alcaligenes defragrans strai

33、n DSM 12141(AM419043)OTU1681(ON159456)OTU180(ON159447)Variovorax sp.WDL1(LR594689)OTU167(ON159448)OTU189(ON159457)Kibdelosporangium phytohabitans strain KLBMP1111(CP012752)OTU1462(ON159446)图 2narG 基因的系统发育树Fig.2Phylogenetic tree of narG gene大,而在 40%土壤含水量条件下,OTU1882 和OTU1510 的占比较大,除 14 d 时的厌氧处理外,均未检测到

34、 OTU1593。厌氧处理中的 OTU1596 的相对丰度在 40%土壤含水量条件下随培养时间增加呈现降低的趋势,而当土壤含水量增加至 60%时,OTU1596 的相对丰度反而随培养时间增加呈增加的趋势。将相对丰度前 5 种优势 OTU 的组成丰度与 N2O 排放通量进行皮尔森相关性分析,发现OTU1882 的相对丰度与 N2O 排放通量呈显著(P0.05)负相关,相关系数为0.487;OTU1510 和OTU1596 的相对丰度也与 N2O 排放通量呈负相关,相关系数分别为0.324 和0.004,但相关性不显著。第 49 卷第 3 期姚东良等氧气对水稻土 N2O 排放和 narG 型反硝化

35、微生物的短期影响3413结论与讨论本研究中,当土壤含水量一定时,厌氧处理中的 N2O 排放通量最高,排放峰值出现最早;当 O2含量一定时,60%水分处理下的 N2O 排放通量比40%水分处理的高;但 O2含量和土壤含水量对 N2O排放通量的交互作用不显著,仅 O2含量对 N2O 排放通量有显著影响,说明 O2含量是影响和制约土壤中 N2O 排放更关键的因子。有研究10指出,在恒定的土壤含水量条件下,在完全厌氧的状态下主要发生反硝化作用,此时 N2O 的排放量最高。而关于土壤水分含量高低对 N2O 排放多少的影响说法不一。有研究21表明,土壤水分含量低时,较好的土壤通气性有利于 N2O 气体在土

36、壤中快速传输,而土壤含水量高时容易阻止 N2O 由土壤向大气中扩散。但也有研究2223指出,N2O 排放与土壤含水量呈正相关关系,当土壤田间持水量达到 95%左右、充水孔隙度为 78%85.1%时,稻田 N2O 排放通量达到最大,这可能是由于土壤含水率上升造成 O2含量下降24,形成更为厌氧的环境,并且土壤水分含量影响土壤中的氧化还原电位(Eh)25,在水分含量较高的土壤,Eh 值会随着时间的延长显著增加,促进反硝化作用,增加 N2O 排放通量26。本研究中,较高土壤含水量未能延缓 N2O 往大气中传输,其原因还有可能为培养时间较短,N2O 在土壤滞留过程中未能被nosZ基因型反硝化微生物进一

37、步转化为N2,另外受培养装置中土柱厚度及采气口位置的影响,N2O 易扩散抽取。本研究对不同处理土壤的 NO3N 质量分数监测发现,当土壤含水量一定时,厌氧处理中的NO3N 消耗速度最快;当 O2含量一定时,60%水分处理下的 NO3N 消耗速度比 40%水分处理的快。谢婉玉等27研究指出,N2O 排放量与土壤NO3N 含量呈显著负相关。本研究的结果也是如此,NO3N 消耗快的处理,N2O 排放量也高,且速率快,这可能是由于土壤在缺氧环境下,NO3还原酶可以迅速合成,而 N2O 还原酶的合成明显滞后于 NO3还原酶28,使得 N2O 向 N2转化过程被抑制,从而导致 60%含水量条件下厌氧处理中

38、的 NO3N消耗速度最快,N2O 排放通量最高,且排放峰值出现最早。narG 基因编码的硝酸还原酶催化硝酸根还原为亚硝酸根是反硝化作用的第一步29。本研究中,narG 基因丰度随时间增加逐渐增多,且与 N2O 排放通量的变化趋势一致,说明 narG 基因丰度的变化在短期内对 N2O 的排放具有重要的驱动作用。WANG 等30在稻田淹水落干过程试验中也指出,在水稻根系narG基因数量增多,导致根际区域N2O排放速率显著增强。同时,本研究发现,在水分条件相同情况下,厌氧处理中的 narG 基因丰度等于或高于兼性厌氧和好氧处理的,说明氧气含量影响narG 基因丰度,厌氧环境有利于 narG 基因型反

39、硝化微生物的生长和繁殖,这个结果与 RICHARDSON等31得出的 narG 在厌氧条件下更容易富集的结论一致。另外,在 60%土壤含水量处理中 narG 基因丰度要比 40%含水量相对应处理中的高或相近,说明土壤水分也是影响其丰度变化的重要因子。许多稻田淹水落干过程试验15,19,30结果表明,土壤水分对 narG 基因丰度具有显著影响,在稻田落干过程中,narG 基因丰度显著增加,土壤水分与之呈现负相关关系。出现这一差异的原因可能是由于本研究一开始就固定了土壤含水量、氧气含量和底物NO3N 含量,而稻田淹水落干过程试验是从淹水状态下开始,尽管是落干状态,但不可能处于完全干燥状态,土壤水分

40、含量甚至会高于红壤水稻土的田间持水量32,并且在这个过程稻田孔隙中氧含量增加可能导致硝化作用增强,其过程产生的NO3N为含narG基因的反硝化微生物生长提供能量3334,从而导致 narG 基因丰度最高值出现在NO3N 消耗速率最快时期。本研究中,将优势 OTU 序列在 NCBI 比对后发现多与 Pseudolabrys、分枝杆菌属、慢生根瘤菌属、地杆菌属等属相近。在 40%含水量条件下,以Pseudolabrys 和分枝杆菌属的优势 OTUs 为主,其相对丰度与 N2O 排放通量呈负相关;厌氧处理的Pseudolabrys、分枝杆菌属的优势 OTUs 相对丰度随时间的变化幅度均较兼性厌氧和好

41、氧处理的要明显,说明不同氧气含量对 narG 基因型反硝化微生物的群落组成的影响程度不同。氧气含量越低,对narG 基因型反硝化微生物的群落组成影响越大。当氧气含量一定时,60%土壤含水量处理 narG 基因型反硝化微生物的群落组成与 40%土壤含水量处342湖南农业大学学报(自然科学版)http:/2023 年 6 月理的有较大差异,最明显的变化是 60%土壤含水量处理的 Pseudolabrys 和分枝杆菌属的 OTUs 减少,慢生根瘤菌属和地杆菌属的优势 OTUs 增多,说明narG 功能种群类型较多35,土壤含水量对 narG 基因型反硝化微生物的群落组成也有影响,这与 LIU等15的

42、研究结果一致。SZUKICS 等36发现,反硝化细菌群落结构受水分含量的影响很大,在潮湿的环境中反硝化细菌丰度快速上升,直至 NO3N 限制的出现,说明反硝化细菌群落结构还受 NO3N 含量的影响。刘杰云等37研究发现,NO3N 是影响休闲季反硝化微生物群落结构的主要因子,通过改变 NO3N 来增加休闲季稻田 narG 基因丰度,并改变 narG 基因型反硝化微生物的群落组成,会导致 N2O 排放增多。本研究中,在 narG 基因型反硝化微生物的群落组成变化大的处理中,NO3N 消耗速率最快,此结果与 SZUKICS 等36和刘杰云等37的一致,同时,该处理下 narG 基因丰度最高,N2O

43、排放通量最高。参考文献:1PRATHER M J,HSU J,DELUCAN M,et al Measuringand modeling the lifetime of nitrous oxide including itsvariabilityJJournal of Geophysical Research:Atmo-spheres,2015,120(11):569357052RAVISHANKARAAR,DANIEL J S,PORTMANN RWNitrous oxide(N2O):the dominant ozone-depletingsubstance emitted in the

44、21st centuryJScience,2009,326:1231253HUANG S,PANT H K,LU JEffects of water regimeson nitrous oxide emission from soilsJ EcologicalEngineering,2007,31(1):9154TIAN H Q,XU R T,CANADELL J G,et alAcomprehensive quantification of global nitrous oxidesources and sinksJNature,2020,586:2482565ZHANG S M,ZHANG

45、 J M,LEE J R,et alThedifference between starch chain length distribution andmain quality characteristics of high resistant starch linesof japonica riceJScientia Agricultura Sinica,2009,42(6):223722436WRAGE N,VELTHOF G,VAN BEUSICHEM M,et al.Role of nitrifier denitrification in the production ofnitrou

46、s oxideJSoil Biology&Biochemistry,2001,33(12):172317327郑循华,王明星,王跃思,等温度对农田 N2O 产生与排放的影响J环境科学,1997,18(5):158杨艳菊,蔡祖聪,张金波氧气浓度对水稻土 N2O 排放的影响J土壤,2016,48(3):5395459BURGIN A J,GROFFMAN P M Soil O2controlsdenitrificationratesandN2OyieldinariparianwetlandJJournal of Geophysical Research:Biogeo-sciences,2012,1

47、17(G1):G0101010 KHALIL K,MARY B,RENAULT PNitrous oxideproduction by nitrification and denitrification in soilaggregates as affected by O2concentrationJ SoilBiology and Biochemistry,2004,36(4):68769911 OTTAIANO L,DI MOLA I,DI TOMMASI P,et al.Effects of irrigation on N2O emissions in amaize cropgrown

48、on different soil types in two contrasting seasonsJAgriculture,2020,10(12):62312 TIEDJE J M Ecology of denitrification and dissimilatorynitrate reduction to ammoniumM/ZEHNDER A J B.Environmental Microbiology ofAnaerobicNew York:John Wiley and Sons,1988:17924413 YE R W,AVERILL BA,TIEDJE J MDenitrific

49、ation:production and consumption of nitric oxideJAppliedand Environmental Microbiology,1994,60(4):1053105814 ZHU X,BURGER M,DOANE TA,et alAmmoniaoxidationpathwaysandnitrifierdenitrificationaresignificant sources of N2O and NO under low oxygenavailabilityJProceedings of the National Academy ofScience

50、s of the United States ofAmerica,2013,110(16):6328633315 LIU J B,HOU H J,SHENG R,et alDenitrifyingcommunities differentially respond to flooding dryingcycles in paddy soilsJApplied Soil Ecology,2012,62:15516216 康鹏亮,陈胜男,黄廷林,等好/厌氧条件下反硝化细菌脱氮特性与功能基因J环境科学,2018,39(8):3789379617 蒋静艳,黄耀,宗良纲环境因素和作物生长对稻田CH4和

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