华北农学报

作者：滕钊军, 谢晴, 陈汉, 张耀鸿, 娄运生, 蔡元锋, 贾仲君

单位：1 南京信息工程大学 生态与应用气象学院,江苏 南京 210044；2 中国科学院 南京土壤研究所, 土壤与农业可持续发展全国重点实验室,江苏 南京 210008；3 中国气象局气象干部培训学院 湖南分院,湖南 长沙 410125

关键词：稻田,增温,施硅,CH₄,N₂O,<i>mcrA</i>基因,<i>nosZ</i>基因,耦合效应,

基金：国家自然科学基金项目(42175138); 国家自然科学基金项目(42377295); 国家自然科学基金项目(92251305); 国家自然科学基金项目(41875177); 江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX24_1534)

研究硅肥对增温稻田甲烷(CH4)厌氧氧化与氧化亚氮(N2O)还原耦合过程的影响效应,为探索稻田温室气体双减排的新途径提供科学依据。设置夜间常温不施硅(CK)、夜间增温不施硅(NW)、夜间常温施硅(Si)和夜间增温施硅(NW+Si) 4个田间处理。采集上述处理后的耕层土壤,在不同气体底物(13CH4、13CH4+N2O、N2O)添加条件下进行厌氧培养,采用同位素标记法结合定量PCR技术,研究增温和施硅对稻田N2O驱动的CH4厌氧氧化过程的影响效应。结果表明,NW稻田N2O驱动的CH4厌氧氧化速率为3.99 nmol/(g·d),与CK稻田无显著差异;Si稻田中该氧化速率仅为1.90 nmol/(g·d),显著低于CK和NW+Si稻田,表明施硅对常温稻田CH4厌氧氧化与N2O还原的耦合过程具有抑制作用,而夜间增温对该过程则无显著影响。添加13CH4+N2O处理下4个稻田的mcrA基因数量达到3.53×107~8.19×107拷贝/g,比13CH4处理高24%~35%,而厌氧pmoA基因则在这2个处理之间无显著差异,说明CH4厌氧氧化古菌可能直接参与了13CH4氧化和N2O还原的耦合过程。nosZ Ⅱ基因拷贝数与N2O驱动的CH4氧化速率呈显著正相关,表明nosZ Ⅱ型微生物可能在N2O驱动的CH4氧化过程中发挥重要作用。与常温稻田不同,施硅对增温稻田的CH4厌氧氧化与N2O还原耦合过程并无抑制作用,CH4厌氧氧化古菌和nosZ Ⅱ型N2O还原菌可能参与了该耦合过程。

来源：2025年第4期

《华北农学报》期刊编辑部

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