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不同有机碳源对稻田土壤反硝化及N_(2)O消减潜力的影响
1
作者
滕钊军
陈汉
+4 位作者
周聪
潘俊宇
蔡元锋
贾仲君
张耀鸿
《农业环境科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期3013-3021,共9页
为研究不同有机碳源对稻田土壤反硝化速率和N_(2)O还原潜力的影响效应,探索稻田温室气体减排机理,选取两个典型稻田[扬州稻田(YZ)和信阳稻田(XY)]土壤,在添加葡萄糖、甲酸、甲烷3种外源有机碳条件下,通过乙炔抑制法研究稻田土壤的反硝...
为研究不同有机碳源对稻田土壤反硝化速率和N_(2)O还原潜力的影响效应,探索稻田温室气体减排机理,选取两个典型稻田[扬州稻田(YZ)和信阳稻田(XY)]土壤,在添加葡萄糖、甲酸、甲烷3种外源有机碳条件下,通过乙炔抑制法研究稻田土壤的反硝化速率和N_(2)O还原速率。在此基础上,通过厌氧培养试验测定N_(2)O的消耗量,研究土壤的N_(2)O消减潜势,并分析nos Z功能基因的数量特征。结果表明:YZ土壤的反硝化速率为9.81~15.25μg·g^(-1)·d^(-1),N_(2)O还原速率为7.83~12.77μg·g^(-1)·d^(-1),在3种有机碳添加条件下均显著低于XY土壤(P<0.05),这可能与YZ土壤p H值偏低、NO_(3)^(-)含量较高有关。与对照处理(CK)相比,在添加葡萄糖条件下YZ土壤的反硝化速率和N_(2)O还原速率分别增加了54.6%和59.7%,而在添加甲酸条件下XY土壤的反硝化速率和N_(2)O还原速率则分别增加了49.9%和54.4%。添加甲烷条件下XY土壤的反硝化速率和N_(2)O还原速率均显著高于CK处理(P<0.05),说明甲烷可能作为电子供体驱动了N_(2)O的还原过程。相关性分析发现,不同碳源添加条件下YZ土壤N_(2)O消减潜势与nos ZⅠ基因数量呈显著正相关,而XY土壤N_(2)O消减潜势与nos ZⅡ基因数量呈显著正相关(P<0.05)。综上,对于不同类型的稻田土壤,在外源有机碳供应条件下N_(2)O还原速率的高响应性提升是降低稻田N_(2)O净排放潜力的有效途径。
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关键词
稻田
反硝化
N_(2)O还原
有机碳特性
nos
Z基因
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职称材料
崇明东滩湿地CH_(4)与N_(2)O双消减的耦合过程研究
被引量：
1
2
作者
陈汉
饶旭东
+2 位作者
滕钊军
张耀鸿
贾仲君
《农业环境科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期2604-2613,共10页
N_(2)O还原驱动的CH_(4)厌氧氧化作用(AOM)是湿地系统温室气体双减排的一种新途径,而基于滨海围垦开发的稻田利用方式对该途径的影响效应尚不清楚。本研究选取长江入海口崇明东滩湿地的自然滩涂(光滩湿地和芦苇湿地)和围垦稻田(围垦种稻...
N_(2)O还原驱动的CH_(4)厌氧氧化作用(AOM)是湿地系统温室气体双减排的一种新途径,而基于滨海围垦开发的稻田利用方式对该途径的影响效应尚不清楚。本研究选取长江入海口崇明东滩湿地的自然滩涂(光滩湿地和芦苇湿地)和围垦稻田(围垦种稻19 a和86 a)为研究对象,设置3个试验处理(^(13)CH_(4),^(13)CH_(4)+N_(2)O,N_(2)O)进行室内厌氧培养。采用稳定性同位素标记结合定量PCR等手段,分析不同湿地土壤的N_(2)O型CH_(4)厌氧氧化速率及其固碳潜力,研究其相关功能基因的数量特征。结果发现,围垦稻田土壤中N_(2)O驱动的AOM速率为6.10^(7).51 ng·g^(-1)·d^(-1),显著高于自然滩涂湿地。供试土壤N_(2)O驱动CH_(4)厌氧氧化的^(13)C-SOC固碳量为18.1~49.4 nmol·g^(-1),表明该过程具有较强的固碳潜力。^(13)CH_(4)+N_(2)O添加条件下,供试土壤中硝酸盐型和硫酸盐型CH_(4)厌氧氧化古菌的mcr A功能基因丰度分别为(1.08~2.29)×10^(7) copies·g^(-1)和(2.55~14.30)×10^(7)copies·g^(-1),比只添加^(13)CH_(4)处理分别高出25.8%~64.1%和41.0%~50.1%;相反,亚硝酸盐型CH_(4)厌氧氧化细菌的pmo A功能基因丰度则无明显变化。相关性分析发现N_(2)O驱动的AOM速率与nos ZⅡ基因和硝酸盐型mcr A基因均呈显著正相关,表明nos ZⅡ型N_(2)O还原微生物和硝酸盐型CH_(4)厌氧氧化古菌可能共同参与了N_(2)O驱动的CH_(4)厌氧氧化过程,而硫酸盐型CH_(4)厌氧氧化古菌则在自然滩涂湿地中发挥着重要作用。研究表明,围垦植稻在一定程度上促进了N_(2)O驱动的CH_(4)厌氧氧化作用。
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关键词
滨海湿地
CH_(4)厌氧氧化
N_(2)O还原
耦合反应
mcrA基因
nosZⅡ基因
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职称材料
题名
不同有机碳源对稻田土壤反硝化及N_(2)O消减潜力的影响
1
作者
滕钊军
陈汉
周聪
潘俊宇
蔡元锋
贾仲君
张耀鸿
机构
南京信息工程大学生态与应用气象学院
中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室
出处
《农业环境科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期3013-3021,共9页
基金
国家自然科学基金项目(42175138,42377295,92251305)
江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX24_1534)。
文摘
为研究不同有机碳源对稻田土壤反硝化速率和N_(2)O还原潜力的影响效应,探索稻田温室气体减排机理,选取两个典型稻田[扬州稻田(YZ)和信阳稻田(XY)]土壤,在添加葡萄糖、甲酸、甲烷3种外源有机碳条件下,通过乙炔抑制法研究稻田土壤的反硝化速率和N_(2)O还原速率。在此基础上,通过厌氧培养试验测定N_(2)O的消耗量,研究土壤的N_(2)O消减潜势,并分析nos Z功能基因的数量特征。结果表明:YZ土壤的反硝化速率为9.81~15.25μg·g^(-1)·d^(-1),N_(2)O还原速率为7.83~12.77μg·g^(-1)·d^(-1),在3种有机碳添加条件下均显著低于XY土壤(P<0.05),这可能与YZ土壤p H值偏低、NO_(3)^(-)含量较高有关。与对照处理(CK)相比,在添加葡萄糖条件下YZ土壤的反硝化速率和N_(2)O还原速率分别增加了54.6%和59.7%,而在添加甲酸条件下XY土壤的反硝化速率和N_(2)O还原速率则分别增加了49.9%和54.4%。添加甲烷条件下XY土壤的反硝化速率和N_(2)O还原速率均显著高于CK处理(P<0.05),说明甲烷可能作为电子供体驱动了N_(2)O的还原过程。相关性分析发现,不同碳源添加条件下YZ土壤N_(2)O消减潜势与nos ZⅠ基因数量呈显著正相关,而XY土壤N_(2)O消减潜势与nos ZⅡ基因数量呈显著正相关(P<0.05)。综上,对于不同类型的稻田土壤,在外源有机碳供应条件下N_(2)O还原速率的高响应性提升是降低稻田N_(2)O净排放潜力的有效途径。
关键词
稻田
反硝化
N_(2)O还原
有机碳特性
nos
Z基因
Keywords
paddy field
denitrification
N_(2)O reduction
organic carbon characteristic
nosZ gene
分类号
X171.1 [环境科学与工程—环境科学]
X16 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
崇明东滩湿地CH_(4)与N_(2)O双消减的耦合过程研究
被引量：
1
2
作者
陈汉
饶旭东
滕钊军
张耀鸿
贾仲君
机构
南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室
中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室
出处
《农业环境科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期2604-2613,共10页
基金
国家自然科学基金项目(42377295,42175138,41671247)。
文摘
N_(2)O还原驱动的CH_(4)厌氧氧化作用(AOM)是湿地系统温室气体双减排的一种新途径,而基于滨海围垦开发的稻田利用方式对该途径的影响效应尚不清楚。本研究选取长江入海口崇明东滩湿地的自然滩涂(光滩湿地和芦苇湿地)和围垦稻田(围垦种稻19 a和86 a)为研究对象,设置3个试验处理(^(13)CH_(4),^(13)CH_(4)+N_(2)O,N_(2)O)进行室内厌氧培养。采用稳定性同位素标记结合定量PCR等手段,分析不同湿地土壤的N_(2)O型CH_(4)厌氧氧化速率及其固碳潜力,研究其相关功能基因的数量特征。结果发现,围垦稻田土壤中N_(2)O驱动的AOM速率为6.10^(7).51 ng·g^(-1)·d^(-1),显著高于自然滩涂湿地。供试土壤N_(2)O驱动CH_(4)厌氧氧化的^(13)C-SOC固碳量为18.1~49.4 nmol·g^(-1),表明该过程具有较强的固碳潜力。^(13)CH_(4)+N_(2)O添加条件下,供试土壤中硝酸盐型和硫酸盐型CH_(4)厌氧氧化古菌的mcr A功能基因丰度分别为(1.08~2.29)×10^(7) copies·g^(-1)和(2.55~14.30)×10^(7)copies·g^(-1),比只添加^(13)CH_(4)处理分别高出25.8%~64.1%和41.0%~50.1%;相反,亚硝酸盐型CH_(4)厌氧氧化细菌的pmo A功能基因丰度则无明显变化。相关性分析发现N_(2)O驱动的AOM速率与nos ZⅡ基因和硝酸盐型mcr A基因均呈显著正相关,表明nos ZⅡ型N_(2)O还原微生物和硝酸盐型CH_(4)厌氧氧化古菌可能共同参与了N_(2)O驱动的CH_(4)厌氧氧化过程,而硫酸盐型CH_(4)厌氧氧化古菌则在自然滩涂湿地中发挥着重要作用。研究表明,围垦植稻在一定程度上促进了N_(2)O驱动的CH_(4)厌氧氧化作用。
关键词
滨海湿地
CH_(4)厌氧氧化
N_(2)O还原
耦合反应
mcrA基因
nosZⅡ基因
Keywords
coastal wetland
anaerobic CH_(4)oxidation
N_(2)O reduction
coupling reaction
mcrA
nosZⅡ
分类号
X144 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
不同有机碳源对稻田土壤反硝化及N_(2)O消减潜力的影响
滕钊军
陈汉
周聪
潘俊宇
蔡元锋
贾仲君
张耀鸿
《农业环境科学学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
崇明东滩湿地CH_(4)与N_(2)O双消减的耦合过程研究
陈汉
饶旭东
滕钊军
张耀鸿
贾仲君
《农业环境科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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