土壤学报

作者：王威雁，沈鹏飞，张侯平，莫非，温晓霞，廖允成

单位：王威雁，西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌 712100;山西农业大学黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心, 山西太谷 030801；,沈鹏飞，西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌 712100；,张侯平，西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌 712100；,莫非，西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌 712100；,温晓霞，西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌 712100；wenxiaoxia6811@163.com,廖允成，西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌 712100;山西农业大学黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心, 山西太谷 030801；yunchengliao@nwsuaf.edu.cn,

关键词：保护性耕作;团聚体全氮;氮功能微生物;旱作农田

基金：黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心基金项目（SBGJXTZXKF-08）、陕西省重点研发计划-重点产业创新链（群）项目（2023-ZDLNY-03）、中央高校基本科研业务费项目（2452021112）共同资助

长期不同的耕作措施能够显著改变农田土壤团聚体分布、微生物丰度以及全氮储量，但其之间是否存在相关性尚不清楚。依托连续10年（2009—2020）旱作长期耕作试验平台，比较传统耕作（翻耕+秸秆还田，PT）和保护性耕作（深松耕+秸秆还田，CPT；免耕+秸秆还田，ZT）下土壤团聚体氮含量的变化及其与氮功能基因（amoA-AOA、amoA-AOB、nirS、nirK、nosZⅠ和nosZⅡ）丰度之间的关系。结果表明，长期保护性耕作（CPT和ZT）处理显著增加了机械稳定性和水稳定性宏团聚体（>2 mm）和大团聚体（0.25～2 mm）的质量百分比，降低了微团聚体（<0.25 mm）质量百分比。与传统耕作相比，长期CPT和ZT处理0～20 cm土层的全氮含量分别提高了53.4%和49.9%，宏团聚体全氮贡献率分别提高了16.2%和21.8%，但土壤氮矿化速率、硝化潜势和反硝化潜势显著降低。通过qPCR定量发现CPT和ZT显著提高了细菌、真菌以及氮功能基因（除氨氧化细菌（amoA-AOB外））丰度；在各粒级团聚体内部，大团聚体内部真菌、nirS、nosZⅠ的丰度显著高于微团聚体和宏团聚体，而nosZⅡ基因丰度则表现出相反趋势。Mantel分析结果表明，团聚体尺寸、土壤质地、矿质氮素含量、蔗糖酶活性、脲酶活性等因素是调控团聚体内部氮功能微生物丰度的关键因子。相关性分析表明，团聚体土壤全氮含量与微生物生物量氮、可溶性有机氮、细菌、真菌、amoA-AOB和nosZⅡ基因丰度呈现显著正相关关系，而与nirS和nirK型反硝化基因丰度呈现显著负相关关系。综上，长期保护性耕作不仅有利于改善旱作农田土壤团聚体组分，增加全氮在团聚体土壤中的储存，还调控了细菌、真菌和氮功能微生物在团聚体内部的丰度，从而改善了旱作农田土壤氮循环的趋势，有助于提升旱作农田土壤肥力。

来源：2024年第6期

《土壤学报》期刊编辑部

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