紫云英与油菜混播对稻田土壤N2O排放及相关功能基因丰度的影响

[目的]探究绿肥混播对稻田土壤N2O的减排效果和机制,筛选既高产稳产,又减排的适合南方双季稻区发展应用的绿肥混播种植模式.[方法]比较不同紫云英与油菜混播比例(单播紫云英(CK1)、单播油菜(CK2))、3/4紫云英+1/4油菜(3/4M+1/4R)、1/2紫云英+1/2油菜(1/2M+1/2R)、1/4紫云英+3/4油菜(1/4M+3/4R))对稻田N2O排放规律及相关功能基因的影响.[结果](1)作物种类影响N2O排放.各处理的N2O排放规律基本一致,其中冬作季N2O排放主要集中在冬季绿肥的盛花期,早晚稻季主要集中在水稻的分蘖、灌浆和成熟期.总体来看,稻田N2O排放主要集中在水稻季,早稻季的N2O排放量低于晚稻季;2018年稻田N2O排放通量总体比2019年高.(2)各处理的早稻N2O累积排放量差异均不显著.连续两年单播处理的N2O累积排放量低于混播各处理,其中2019年处理CK1最低,处理3/4M+1/4R的N2O周年累积排放量在各混播处理中最低.(3)整体来看,晚稻土壤的amoA-AOA和amoA-AOB基因拷贝数比早稻要高,amoA-AOA基因拷贝数比amoA-AOB高1—2个数量级.晚稻的土壤nirS、nirK、nosZ基因拷贝数比早稻要高,其中nirS基因拷贝数比nirK和nosZ高1—2个数量级.紫云英与油菜混播提高了土壤amoA-AOA和amoA-AOB基因丰度,amoA-AOA基因为优势功能基因,而且提高了土壤nirS、nirK、nosZ基因丰度,nirS基因占主导地位.反硝化基因拷贝数比硝化基因拷贝数高1—3个数量级,反硝化作用对N2O排放贡献更大.[结论]"3/4紫云英+1/4油菜-早稻-晚稻"种植模式在保证高产和高肥力的情况下,N2O排放量相对较低,是较理想的种植模式.