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氮肥用量优化对甜玉米氮肥利用率及氮循环微生物功能基因的影响
作者: 徐如玉  徐如玉  徐培智  解开治  
单位:
关键词: 氮肥用量  根际土壤氮循环  细菌群落  高通量测序  功能基因芯片  
分类号:
摘要:

摘 要:【目的】研究氮肥用量优化对甜玉米氮肥利用率及根际土壤氮循环微生物功能基因的影响,揭示甜玉米根际土壤细菌对不同氮肥用量水平的响应特征,探讨氮循环亚类功能基因在细菌优势属中的分布以及驱动甜玉米根际土壤氮循环的强度,为氮肥高效利用提供参考。【方法】在磷钾肥用量优化一致的基础上,试验共设3个施氮水平:(1)对照,不施氮;(2)常规施氮水平,氮用量420 kg/ha;(3)优化施氮水平,氮用量330 kg/ha,每个处理3次重复。采用甜玉米指标常规分析、根际土壤高通量测序和功能基因芯片(GeoChip 5.0)技术,对不同氮肥用量处理甜玉米产量、可溶性糖含量、土壤氮肥利用率、细菌群落结构及氮循环功能基因进行分析。【结果】优化施氮水平处理与常规施氮水平处理甜玉米鲜苞产量并无显著差异,但优化施氮水平处理可溶性糖含量和氮肥吸收利用率显著高于常规施氮水平处理,分别较常规施氮水平处理提高了7.4 %、8.5 %,达到122.2 mg/kg和37.8 %(P<0.05)。9个土壤样品16S rRNA高通量测序共检测到144736个OTUs,分属于46门106纲213目289科404属。优化施氮水平处理与氮循环相关的固氮菌属Rhodanobacter、Bradyrhizobium的相对丰度高于常规施氮水平处理,而氨氧化细菌Bryobacter和硝化作用细菌Candidatus_Nitrocosmicus的相对丰度则表现为低于常规施氮水平处理。采用功能基因芯片(GeoChip 5.0)技术在9个土壤样品中共发现了2752个氮循环基因,分属于8个亚类功能。其中固氮、氨化、硝化、同化氮还原、氮同化和异化氮还原等作用表现为优化施氮水平处理高于常规施氮水平处理,除固氮作用外,两个处理间差异显著(P<0.05);氨氧化作用表现为常规施氮水平处理高于优化施氮水平处理,但两个处理间差异不显著。【结论】氮肥用量优化有助于调控参与氮循环关键环节的细菌菌属丰度,促进氮循环微生物功能基因的固氮作用和氨化作用,提高土壤氮肥吸收利用率。

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