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由于冬季气温低,温室气体的排放往往被忽视。而最新研究结果显示,土壤冬季仍然持续排放N2O。研究不同土地利用方式下冬季N2O排放规律及其分子机理对于评估农田土壤N2O排放有重要意义。
在中国科学院桃源农业生态试验站选择4种不同的土地利用方式包括冬闲稻田、油菜地、蜜柚园和撂荒地,冬闲稻田和油菜地相应增加DCD处理。采用静态箱采集和气象色谱法结合监测N2O排放动态。同时在不同时期采取表层土壤,利用末端限制性片段多样性(T-RFLP)和实时定量PCR(qPCR)等手段系统研究了不同土地利用方式氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)组成和丰度的影响及其与环境因子的偶联关系。
结果表明:冬闲稻田和油菜地N2O排放量明显高于蜜柚园和撂荒地,其顺序为:油菜地>冬闲稻田>蜜柚园>荒地。当土壤温度>5℃,土壤温度是N2O排放的主导因素;当土壤温度<5℃时,土壤温度和其他环境因素综合影响了N2O的排放。不同土地利用类型之间AOA和AOB的群落结构和丰度存在差异,AOA对全氮和有机质等环境因子关系更密切,而化学肥料施入却更能促进AOB的生长。冬闲稻田和油菜地表面喷施DCD明显抑制了N2O的排放。DCD施入对冬闲稻田AOA和AOB及油菜地AOB的群落结构和丰度有较显著影响,但对油菜地AOA群落组成影响小。