氧气对水稻土N_(2)O排放和narG型反硝化微生物的短期影响

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O_(2)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O_(2)含量对土壤N_(2)O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N_(2)O排放通量均最高,且60%土壤含水量处理下的N_(2)O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,O_(2)含量是制约土壤中N_(2)O排放更关键的因子;微生物narG基因丰度与O_(2)含量呈极显著(P<0.01)负相关,与N_(2)O排放通量和土壤NO_(3)^(–)–N消耗质量分数呈极显著(P<0.01)正相关,与土壤含水量呈正相关,但不显著;O_(2)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N_(2)O排放通量呈负相关,其中OTU1882的影响显著(P<0.05)。可见,土壤O_(2)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N_(2)O的排放。