生物炭对华北农田土壤N2O通量及相关功能基因丰度的影响

为了探寻施用生物炭对农田土壤氧化亚氮（N2O）的减排效果和机制，于2015年3月27日至6月5日，利用盆栽实验研究了施用生物炭（CK，C1：5%，C2：10%，C3：15%，C4：30%）（质量分数）对华北农田土壤N2O通量、氨单加氧酶（amoA）、亚硝酸盐还原酶（nirS、nirK）以及氧化亚氮还原酶（nosZ）基因丰度的影响.结果表明：①施用低量生物炭（5%）能够促进N2O排放，施用中、高量生物炭可以起到抑制N2O排放的效果，且生物炭用量为15%时减排效果最佳.②实验初期，施用生物炭对土壤硝化反硝化基因丰度影响较大，AOA和nirS基因丰度与生物炭施用量呈极显著正相关关系，nirK基因丰度与生物炭施用量呈显著正相关关系，AOB和nosZ基因丰度与生物炭施用量呈显著负相关关系；实验末期，AOA丰度与生物炭施用量表现为显著负相关关系，AOB丰度与生物炭施用量表现为显著正相关关系.③实验初期，N2O排放通量与AOA、nirS基因呈现极显著的负相关关系，说明在土壤含水量较高的条件下，N2O的产生受AOA、nirS基因丰度控制调节；实验末期，N2O排放通量与nosZ基因呈现极显著正相关关系，说明在土壤含水量较低的条件下，N2O的产生受nosZ基因丰度控制调节.本研究结果表明施用生物炭能够增加硝化反硝化功能基因丰度，并降低N2O的排放，为华北农田合理施用生物炭提供了一定的理论依据