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N2O作为主要的温室气体之一,增温效果达到CO2的296倍。大气中有25%N2O来源于农田土壤,因此研究减少N2O排放量的方法,并应用到农田土壤中对发展生态农业具有重要意义。本研究利用微生物生态学,分离出两种对土壤N2O排放具有抑制效果的菌株,通过室内静置试验模拟农田环境探索不同条件的农田土壤对硝化抑制菌减少N2O排放的影响,采用实时荧光定量PCR技术研究硝化抑制菌在不同条件下对土壤硝化、反硝化细菌数量的影响,并研究不同环境条件下硝化抑制菌的活性,为实际应用提供理论依据。主要结果如下:(1)实验室初步分离得到的菌株通过室内静置试验对其抑制N2O排放的效果进行验证,筛选出减排效果最好的菌株:放线菌A23、真菌F14。当菌株A23、F14的菌液浓度为107cfu·g-1时对N2O排放的抑制效果显著(p A=0.002,p F=0.000,<0.05),与对照相比,N2O排放量分别减少了33.77%、26.26%。(2)对菌株A23、F14培养的适宜条件进行研究,发现两种菌株生存的环境范围比较广泛,菌株A23、F14在10-40℃、p H为4-11环境中均可以存活。菌株A23的最适生长温度为30-35℃,F14的最适生长温度为30-35℃左右。适宜A23、F14生长的培养基p H分别为8-9、7,均为弱碱性环境。培养A23的最适溶氧转速为140 r·min-1左右,F14的菌落数量则在一定范围内(<160 r·min-1时)随转速的增加而增加。(3)覆盖玉米秸秆与只添加A23、F14菌液的对照处理,可以降低6.5%的N2O排放,对硝化抑制菌的减排效果有促进作用;覆盖花生秸秆处理比A23对照处理增加5.44%的N2O排放量,比菌株F14的对照处理降低1.57%的N2O排放;覆盖水稻秸秆处理降低9.12%菌株A23的减排量,对菌株F14的影响则可以忽略不计(增加0.52%)。(4)研究添加不同作物的根系分泌物对硝化抑制菌减少N2O排放量的影响发现,当添加的根系分泌物浓度增加时,硝化抑制菌对N2O的减排效果减弱。添加花生根系分泌物对N2O减排效果有促进作用,与真菌F14的对照处理相比减排效果显著(p=0.001<0.05),达到25%以上,与菌株A23的对照处理相比减排效果低于12%。添加玉米根系分泌物对硝化抑制菌N2O减排效果的促进作用不显著(p>0.05),当添加的玉米根系分泌物浓度升高时,土壤的N2O排放量显著高于对照处理,可增加2.63%的N2O排放量。(5)提取试验土壤样品进行实时荧光定量PCR后发现,一般各处理土样中每克干土的nitro基因拷贝数比nir K基因低1-2个数量级。覆盖玉米秸秆处理能够提高土壤中硝化杆菌与nir K型反硝化细菌的数量。添加玉米根系分泌物可以提高土壤中nir K型反硝化细菌与F14各处理土壤中硝化杆菌的数量,降低A23处理土壤中的硝化杆菌数量。添加花生根系分泌物一般能够提高土壤中的硝化杆菌的数量,降低土壤中的nir K型反硝化细菌的数量。因此不同农田条件能够通过影响土壤中硝化细菌与反硝化细菌等微生物的数量,影响土壤N2O的产生速率与排放量,从而影响硝化抑制菌的N2O减排效果。分离得到的硝化抑制菌减排效果良好,且生存范围广泛,在覆盖玉米秸秆、种植花生等农田条件下减少土壤N2O排放量,因此可以应用到实际的农业生产中。