脱硫石膏对稻田CH₄释放及其功能微生物种群的影响

来源：环境科学杂志2018年第1期北京时间：

作者：胡翔宇,向秋洁,木志坚

单位：西南大学资源环境学院, 重庆 400716,重庆市三峡库区农业面源污染控制工程技术研究中心, 重庆 400716,西南大学资源环境学院, 重庆 400716,重庆市三峡库区农业面源污染控制工程技术研究中心, 重庆 400716,西南大学资源环境学院, 重庆 400716,重庆市三峡库区农业面源污染控制工程技术研究中心, 重庆 400716,教育部三峡库区生态环境重点实验室, 重庆 400715

摘要：为探究脱硫石膏对温室气体CH₄排放及其功能微生物种群的影响，采用静态暗箱/气相色谱法，高通量测序和荧光定量PCR技术，研究了FGDG₀（0 t·hm-2）、FGDG₁（2 t·hm-2）、FGDG₂（4 t·hm-2）、FGDG₃（8 t·hm-2）、FGDG₄（16 t·hm-2）这5个施加脱硫石膏处理下CH₄排放特征、稻田细菌群落结构及产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度的变化.结果表明施加脱硫石膏后，土壤pH显著提高（P<0.05），土壤氧化还原电位、有机质、速效钾含量增加，但处理间无显著差异（P>0.05）；稻田CH₄平均排放通量随着脱硫石膏用量增加而降低，且FGDG₁ > FGDG₂ > FGDG₃ > FGDG₄，较对照分别减少31.56%、57.30%、83.60%、90.66%；与对照相比，FGDG₁、FGDG₂处理增加了土壤细菌丰富度和多样性，但用量超过4 t·hm-2后，细菌丰富度和多样性逐渐降低；与对照相比，稻田土壤硫酸盐还原菌属相对丰度显著提高6.98%~13.56%，甲烷氧化菌pmoA基因丰度增加0.3%~6.2%，产甲烷菌mrcA基因丰度显著下降2.4%~15.8%，且丰度比（pmoA/mcrA）随着脱硫石膏用量增加而增大；相关性分析表明，CH₄平均排放通量与土壤中硫酸盐还原菌属相对丰度呈显著负相关，与产甲烷菌mcrA基因丰度呈显著正相关，与pmoA/mcrA比呈显著负相关.综上，脱硫石膏能够提高稻田土壤细菌群落多样性，抑制稻田CH₄排放.

关键词：脱硫石膏,稻田土壤,细菌群落,pmoA基因,mrcA基因,CH4排放,