施氮对盐渍农田向日葵根际土壤细菌反硝化途径与根系生长及产量的影响OA

[目的]为探究施氮调控盐渍农田向日葵根际土壤细菌反硝化途径进而促进根系生长及产量的具体途径。[方法]2023—2024年开展膜下滴灌向日葵田间小区试验,以当地常规施氮量为对照(CK:200 kg/hm^(2)),并设减氮25%(N1:150 kg/hm^(2)),减氮50%(N2:100 kg/hm^(2)),减氮75%(N3:50 kg/hm^(2))共4个处理。[结果]2 a试验表明,适度减氮有助于改善盐渍农田根际土壤环境并促进向日葵根系与产量形成。与CK相比,N1、N2处理均显著提高现蕾期根际土壤Ca^(2+)(17.22%、10.56%)、Mg^(2+)(34.75%、25.40%)含量,降低Cl^(-)、SO_(4)^(2-)含量,同时N1处理显著促进现蕾期根系分泌草酸与柠檬酸(59.07%和60.11%),N2处理显著促进现蕾期和成熟期根系分泌甲酸;功能基因方面,N1、N2、N3处理降低narG、nirK、nirS反硝化功能基因相对丰度,然而N1处理提高nosZ基因的丰度,并改变nosZ型菌群的组成,提高nosZ型Acidobacteria和Proteobacteria的相对丰度。作物生长与产量形成方面,N1、N2处理显著增加开花期根表面积密度(RSAD)与现蕾期根长密度(RLD)值,2 a N1处理显著促进向日葵百粒重(9.07%)、单盘籽粒重(9.08%)增加向日葵产量(5.05%);相比之下,N2与N3处理显著降低成熟期RSAD值(23.66%、29.46%)、百粒重(21.67%、29.51%)与单盘籽粒重(21.66%、29.49%)。[结论]减氮25%处理对根际土壤反硝化初始过程(NO_(3)^(-)→NO)有潜在的抑制作用,对完全反硝化过程(N_(2)O→N2)有潜在的促进作用,不仅从源头上阻控盐渍农田土壤氮素损失,还能促进N2的还原。同时在促进植株根系生长与产量形成与改善根际土壤离子环境方面具有显著优势。研究结果可为土默川平原灌区科学施氮与阻控氮素损失提供理论参考。