氮添加对樟子松人工林氮转化及相关功能基因丰度的影响

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2022-04-29 合作期刊: 《广西植物》

刘鑫军 魏洪杰

摘要： 土壤氮（N）的有效性是影响土壤微生物群落结构以及土壤氮循环的重 要因子，但关于N 添加对樟子松人工林土壤N 转化及N 功能基因（NFGs）表达 的影响却知之甚少。为探索N 添加对樟子松人工林氮素转化的影响及其作用机 制，该文以塞罕坝千层板林场的樟子松人工林为研究对象，进行了2 年的氮添加 处理，设置4 个不同氮添加水平0、1、5、10 gN m-2·year-1，分别记作N0、N1、 N5、N10，采用功能基因微阵GeoChip 5.0 系统及室内土壤培养法，探讨了土壤 NFGs 对氮添加的反应及其对氮转化过程的影响。结果表明，（1）与N0 相比， 中低N 添加处理（N1、N5）促进了氨化（ureC、nirA、nrfA）、硝化（amoA） 和反硝化（norB）相关基因的相对丰度，高N 处理（N10）则抑制了所有NFGs 的表达。（2）相关分析表明，N1、N5 的促进作用与土壤有机碳(SOC)、硝态氮 (NO3--N)和微生物生物量碳(MBC)显著相关，N10 处理显著降低了所有氮转化过 程NFGs 的相对丰度，这种负面影响与溶解性有机碳(DOC)、MBC 含量的减少 有关。（3）与氮转化基因丰度规律趋势相似，N1 和N5 处理显著增加了净N 硝 化、净N 矿化以及N2O 的排放速率，但N10 促进作用不明显，表明氮添加对氮 转化的促进作用存在阈值。（4）多元回归分析进一步表明amoA-AOB 和MBC 是影响净N 硝化的关键因素，ureC、nirK 和MBC 是影响净氮矿化的关键因素， narG、nirS 是影响N2O 排放的关键因素。综上，N 添加可提高促进樟子松人工 林的氮转化及提高部分特定酶功能基因的相对丰度，但氮添加水平存在阈值，当 施用10 g N m-2·year-1 时，氮转化受到抑制，添加5gN m-2·year-1 是促进樟子松 人工林土壤N 转化的较佳水平。

通过

 点击量 4503  下载量 751  评论 0