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營養(yǎng)元素計量比(C：N：P)對生物代謝活動的正常進行和生態(tài)系統(tǒng)功能的維持有重要意義。與C：N相比，生命活動和生態(tài)過程對N：P的波動更加敏感，能夠適應(yīng)的N：P范圍小，靈活性差，P的可利用性可能調(diào)控著土壤微生物活性與豐度的動態(tài)變化。然而迄今為止，P與其他元素的計量關(guān)系對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響仍少見報道。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，氮肥的大量投入導(dǎo)致日愈嚴重的N：P失衡，N：P計量學(xué)特征對微生物影響的研究對農(nóng)田施肥策略的合理制定有重要意義。
基于此，該團隊采用Q-PCR技術(shù)，在干濕交替和持續(xù)淹水兩種稻田水分管理方式下，定量研究了水稻生長過程中氨氧化(amoA)和反硝化(narG，nirK，nirS，nosZ)過程關(guān)鍵功能基因豐度對P可利用水平的響應(yīng)。結(jié)果表明，氨氧化古菌對磷可利用性不敏感，施磷后氨氧化細菌豐度降低，但反硝化菌豐度顯著升高。施磷對氮循環(huán)功能微生物的影響與根際效應(yīng)有交互作用，缺磷條件下，非根際土氨氧化細菌豐度顯著高于根際，反硝化菌在根際和非根際的差異不大，施磷后根際氨氧化細菌豐度增大，反硝化菌豐度減小，導(dǎo)致氨氧化細菌豐度分布的根際效應(yīng)減弱，而反硝化菌豐度分布的根際效應(yīng)增強。通過C：P、N：P計量關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)，這種變化主要是由水稻根際有機碳沉積和根系及微生物對氮、磷的吸收帶來的營養(yǎng)元素缺乏引起;與土壤中NH4-N、NO3-N的含量相比，N：P對反硝化功能基因豐度的關(guān)系更為密切。該研究證明，磷肥施用能夠提高缺磷水稻土的反硝化潛力，增加稻田氮損失，增大水稻生長過程中的氮磷共限制風(fēng)險和溫室氣體(N2O)排放。因此a在施肥方案制定過程中，應(yīng)充分考慮N、P對微生物的共同影響，以獲得好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效應(yīng)。
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