CO2倍增和施氮对水稻不同生长期土壤反硝化细菌丰度的影响

论文摘要

随着全球气候变化的不断加剧,大气CO2浓度呈明显增加趋势,这将间接影响土壤-植物-微生物系统的氮循环过程.为研究典型水稻土壤反硝化细菌对CO2浓度升高的响应规律和机制,借助水稻密闭培养箱,运用实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-Time q PCR）分子技术,设置不施氮（0 mg/kg）和常规施氮（100 mg/kg） 2个处理,研究CO2倍增对水稻不同生长期土壤关键反硝化功能细菌（nar G、nir K和nir S型）丰度的影响.结果表明:①在2种施氮水平,CO2倍增显著促进了水稻分蘖期、孕穗期、扬花期和成熟期水稻根系生长（增幅为2. 96%～28. 4%）、地上部生物量增加（增幅为7. 1%～107. 3%）以及成熟期籽粒干质量的增加（增幅为19. 5%和38. 0%）,具有显著的增产效应.②反硝化细菌丰度对CO2倍增的响应与生育期及施氮水平有关,CO2倍增在2个施氮水平均抑制分蘖期反硝化细菌的繁殖,显著增加孕穗期反硝化细菌数量;在水稻扬花期,CO2倍增促进了施氮处理nar G和nir S型反硝化细菌数量的增加,在成熟期抑制未施氮处理下nar G、nir K和nir S型反硝化细菌的生长.另外,nar G、nir K、nir S型反硝化细菌丰度整体表现为nar G>nir S>nir K,且随水稻的生长,其在成熟期的丰度均呈降低趋势. nir K和nir S基因同属亚硝酸还原酶,但nir S基因丰度高于nir K,且对CO2倍增和施氮的响应有所差异.研究显示,CO2倍增可显著增加水稻生长和产量,不同施氮水平对稻田土壤反硝化细菌丰度的影响存在差异.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈娜,刘毅,肖谋良,袁红朝,葛体达,徐华勤,唐启源

关键词: 倍增,水稻土,水稻生长,反硝化细菌,丰度

来源: 环境科学研究 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,农业科技

专业: 生物学,环境科学与资源利用,农业基础科学,农艺学,农作物

单位: 湖南农业大学农学院,中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(No.41771300,41771334),国家水稻产业技术体系(No.CARS-01-26)~~

分类号: X171.1;S511;S154.3

DOI: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.01.05

页码: 683-691

总页数: 9

文件大小: 1268K

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