土壤学报

作者：李培培,仝昊天,韩燕来,姜 瑛,吴传发

单位：李培培，河南农业大学资源与环境学院；peipeilee@163.com,仝昊天，河南农业大学资源与环境学院；,韩燕来，河南农业大学资源与环境学院；,姜 瑛，河南农业大学资源与环境学院；,吴传发，河南农业大学资源与环境学院；,

关键词：砂质潮土;氨氧化细菌;氨氧化古菌;秸秆直接还田;秸秆炭化还田;硝化作用

基金：国家重点研发项目（2017YFD0301103）和国家自然科学基金项目（41401273）共同资助

为比较秸秆直接还田和炭化还田对黄淮海平原小麦/玉米轮作体系典型潮土硝化作用及硝化微生物群落的影响，设置4个处理：全量小麦秸秆还田（S）、全量秸秆炭化还田（B）、半量秸秆半量生物质炭还田（SB）和不进行秸秆或生物质炭还田的对照（CK），连续进行3 a田间试验。对小麦、玉米两个生长季土壤理化性质进行分析，用末端限制性片段长度多态性（Terminal-restriction length polymorphism, T-RFLP）技术和克隆文库技术对氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea, AOA）和氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria, AOB）群落结构和多样性进行分析。结果表明，在小麦季，与S处理相比，B处理显著降低了土壤容重，提高了土壤pH、有机碳（SOC）和速效钾（AK）含量 (P<0.05)，但并未显著影响土壤水分、铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）含量；B和SB处理的硝化潜势（Potential nitrification rate, PNR）分别为0.58、0.49 μg·h-1·g-1（以NO2-计，下同），显著高于CK，与S处理（0.40 μg·h-1·g-1）差异不显著。玉米季，B处理显著提高了土壤水分、SOC和AK（P<0.05），各处理玉米季的PNR整体低于小麦季，B处理最高（0.27 μg·h-1·g-1），显著高于CK和S处理（P<0.05）。小麦季PNR分别与AK、NH4+浓度和土壤容重显著相关（P<0.05），与AOA和AOB群落组成均无显著关系；玉米季PNR仅与理化因子SOC显著相关，但该季节PNR与AOB群落结构显著相关。冗余分析（RDA）表明，土壤SOC、容重、pH和AK是显著影响硝化微生物群落结构的主要因子，对AOA和AOB群落结构总变异的解释量分别为76.4%和75.5%。系统发育树分析表明，AOA大部分属于土壤古菌Group1.1b，AOB多属于亚硝化螺菌 Nitrosospira 簇3。综上，与秸秆直接还田相比，炭化还田提高土壤硝化活性，改善部分土壤理化性质，引起土壤硝化微生物群落结构变化。

来源：2019年第6期

《土壤学报》期刊编辑部

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