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脲酶抑制剂大蒜素和NBPT对石灰性土壤氮转化及其关键微生物的影响差异
1
作者
康丽霞
胡丹
+1 位作者
罗维贵
刘涛
《植物营养与肥料学报》
北大核心
2025年第3期470-484,共15页
【目的】延缓尿素水解是减少土壤氮损失的有效方法,我们比较了植物源性脲酶抑制剂大蒜素(DATS)和化学脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对尿素水解、硝化和氨挥发的抑制效应,及其微生物作用机制。【方法】采用模拟培养试验,在石灰性...
【目的】延缓尿素水解是减少土壤氮损失的有效方法,我们比较了植物源性脲酶抑制剂大蒜素(DATS)和化学脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对尿素水解、硝化和氨挥发的抑制效应,及其微生物作用机制。【方法】采用模拟培养试验,在石灰性土壤中添加尿素,设置不施用脲酶抑制剂对照(CK),添加1%施氮量的NBPT(NBPT),添加5%、10%、20%、30%、50%及100%施氮量的DATS(5%DATS、10%DATS、20%DATS、30%DATS、50%DATS、100%DATS)8个处理,培养28天。在培养期内定期测定土壤尿素态氮(urea-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)含量以及氨挥发速率,采用荧光定量PCR法和高通量测序技术分别测定土壤氮转化关键微生物的基因丰度和群落结构。【结果】与CK相比,NBPT处理和6个浓度的DATS处理分别在培养21和14天内显著抑制了尿素水解,且平均抑制率分别为42.18%和5.37%~7.54%;培养期间,NBPT处理氨挥发总量降低了91.91%(P<0.001),6个DATS处理则降低了19.74%~26.17%(P<0.05),且6个DATS添加量对抑制尿素水解、硝化及氨挥发的影响没有显著差异。NBPT和DATS显著降低了土壤尿素分解菌(ureC)和氨氧化细菌(AOB)的基因丰度,且NBPT对ureC和AOB丰度的抑制作用高于DATS,而对AOA丰度的抑制作用小于DATS。NBPT增加了ureC优势种群伯克霍尔德菌(Burkholderia)和罗尔斯通氏菌(Ralstonia)的相对丰度,但降低了巴塞尔贪铜菌(Cupriavidus)和贪噬菌(Variovorax)的相对丰度,DATS对ureC优势种群相对丰度的影响则与NBPT相反。DATS和NBPT降低了AOA的优势种群亚硝化球菌属(Nitrososphaera)的相对丰度,且DATS处理的降低幅度大于NBPT处理;DATS和NBPT降低了AOB的优势种群硝化螺旋菌(Nitrosospira)的相对丰度,其中,NBPT显著降低了Nitrosospira的相对丰度。DATS和NBPT均增加了ureC和AOA的多样性,但降低了AOB的多样性,且NBPT对AOB多样性的影响大于DATS。NBPT显著改变了ureC和AOB的群落结构,DATS则显著改变了AOA的群落结构。关联分析结果表明,土壤pH和NO_(3)^(−)-N含量的变化可显著影响ureC的群落结构,而土壤urea-N、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(−)-N含量的变化可显著影响AOB的群落结构。【结论】DATS和NBPT均可通过抑制ureC、AOA和AOB的丰度,改变其群落结构,来抑制石灰性土壤尿素的水解和硝化,显著降低氨挥发。DATS对土壤尿素水解和硝化的抑制以及对ureC和AOB群落结构的影响均小于NBPT,但对AOA群落结构的影响大于NBPT。
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关键词
大蒜素
NBPT
水解和硝化
氨挥发
氮转化微生物
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职称材料
题名
脲酶抑制剂大蒜素和NBPT对石灰性土壤氮转化及其关键微生物的影响差异
1
作者
康丽霞
胡丹
罗维贵
刘涛
机构
石河子大学农学院
出处
《植物营养与肥料学报》
北大核心
2025年第3期470-484,共15页
基金
国家自然科学基金项目(42067021)
石河子大学科技计划体系—自主资助支持专项(ZZZC2023012)。
文摘
【目的】延缓尿素水解是减少土壤氮损失的有效方法,我们比较了植物源性脲酶抑制剂大蒜素(DATS)和化学脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对尿素水解、硝化和氨挥发的抑制效应,及其微生物作用机制。【方法】采用模拟培养试验,在石灰性土壤中添加尿素,设置不施用脲酶抑制剂对照(CK),添加1%施氮量的NBPT(NBPT),添加5%、10%、20%、30%、50%及100%施氮量的DATS(5%DATS、10%DATS、20%DATS、30%DATS、50%DATS、100%DATS)8个处理,培养28天。在培养期内定期测定土壤尿素态氮(urea-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)含量以及氨挥发速率,采用荧光定量PCR法和高通量测序技术分别测定土壤氮转化关键微生物的基因丰度和群落结构。【结果】与CK相比,NBPT处理和6个浓度的DATS处理分别在培养21和14天内显著抑制了尿素水解,且平均抑制率分别为42.18%和5.37%~7.54%;培养期间,NBPT处理氨挥发总量降低了91.91%(P<0.001),6个DATS处理则降低了19.74%~26.17%(P<0.05),且6个DATS添加量对抑制尿素水解、硝化及氨挥发的影响没有显著差异。NBPT和DATS显著降低了土壤尿素分解菌(ureC)和氨氧化细菌(AOB)的基因丰度,且NBPT对ureC和AOB丰度的抑制作用高于DATS,而对AOA丰度的抑制作用小于DATS。NBPT增加了ureC优势种群伯克霍尔德菌(Burkholderia)和罗尔斯通氏菌(Ralstonia)的相对丰度,但降低了巴塞尔贪铜菌(Cupriavidus)和贪噬菌(Variovorax)的相对丰度,DATS对ureC优势种群相对丰度的影响则与NBPT相反。DATS和NBPT降低了AOA的优势种群亚硝化球菌属(Nitrososphaera)的相对丰度,且DATS处理的降低幅度大于NBPT处理;DATS和NBPT降低了AOB的优势种群硝化螺旋菌(Nitrosospira)的相对丰度,其中,NBPT显著降低了Nitrosospira的相对丰度。DATS和NBPT均增加了ureC和AOA的多样性,但降低了AOB的多样性,且NBPT对AOB多样性的影响大于DATS。NBPT显著改变了ureC和AOB的群落结构,DATS则显著改变了AOA的群落结构。关联分析结果表明,土壤pH和NO_(3)^(−)-N含量的变化可显著影响ureC的群落结构,而土壤urea-N、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(−)-N含量的变化可显著影响AOB的群落结构。【结论】DATS和NBPT均可通过抑制ureC、AOA和AOB的丰度,改变其群落结构,来抑制石灰性土壤尿素的水解和硝化,显著降低氨挥发。DATS对土壤尿素水解和硝化的抑制以及对ureC和AOB群落结构的影响均小于NBPT,但对AOA群落结构的影响大于NBPT。
关键词
大蒜素
NBPT
水解和硝化
氨挥发
氮转化微生物
Keywords
DATS
NBPT
hydrolysis and nitrification
ammonia volatilization
microbes of nitrogen transformation
分类号
S154.3 [农业科学—土壤学]
S153.6 [农业科学—土壤学]
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作者
出处
发文年
被引量
操作
1
脲酶抑制剂大蒜素和NBPT对石灰性土壤氮转化及其关键微生物的影响差异
康丽霞
胡丹
罗维贵
刘涛
《植物营养与肥料学报》
北大核心
2025
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