灌溉方式对设施黄瓜氮素气态损失及氮循环功能基因的影响

摘要

[目的]探究不同灌溉处理对设施黄瓜生态系统氮素气态损失及氮循环功能基因的影响，为不同灌溉方式下设施农田系统氮素气态损失研究的进一步开展提供数据支撑，为中国设施菜地生产系统的灌溉方案制定提供理论基础。[方法]选择设施黄瓜为研究对象开展了田间试验，试验设计为传统灌溉（100%IWD）、节水25%灌溉（75%IWD）和节水50%灌溉（50%IWD）。通过野外原位监测试验，利用静态箱—气相色谱法和通气吸收法分别对设施黄瓜土壤N₂O排放和氨挥发进行了连续观测记录，采用高通量qPCR基因芯片技术，测定氮循环功能基因。[结果]（1）各灌溉处理中，N₂O累计排放量为100%IWD>75%IWD（p<0.05）,100%IWD>50%IWD（p<0.05）。（2）NH₃累积挥发量为75%IWD>50%IWD>100%IWD（p<0.05）。（3）土壤中氮循环功能基因丰度整体发生了显著改变（PERMANOVA F=241.82,p=0.001）。（4）黄瓜产量100%IWD>75%IWD>50%IWD（p<0.05）。[结论] 50%灌溉显著增加了硝化基因丰度，且75%灌溉和50%灌溉显著降低了反硝化基因丰度。100%灌溉处理的表层土壤N₂O气体产生的主要因素是反硝化过程，减少25%灌溉水量导致土壤表层反硝化基因丰度降低，表层土壤反硝化过程减弱，进而使N₂O排放量下降。而减少50%灌溉水量没有显著改变土壤表层反硝化基因丰度和N₂O排放量。

关键词

设施黄瓜 / 灌溉 / 氧化亚氮 / 氨挥发 / 氮循环功能基因

基金资助

国家重点研发计划“黄淮海北部集约化农区氮素面源污染发生过程与调控机制”(2021YFD1700903)