秸秆还田种类对稻田N2O排放及硝化反硝化微生物的影响

以太湖流域典型单季稻田的原状土柱为研究对象，通过设置温室土柱试验，同步监测三种秸秆施用（水稻秸秆RS、小麦秸秆WS、玉米秸秆MS）下水稻各生长期N2O排放、水稻产量和土壤理化因子；同时定量化分析多个N2O排放相关菌群功能基因的丰度，阐明N2O排放对不同种类秸秆施用引发的微生物响应机制，以期筛选出控制单季稻田N2O减排增效最佳的秸秆种类。结果表明，与对照相比，RS、WS和MS处理下水稻生长期N2O排放量分别增加162.32%、107.11%和9.48%，其中RS处理显著高于MS处理。水稻生育期内，土壤氨氧化菌（AOA、AOB）和反硝化菌群落（nirS、nosZ）丰度均呈现先上升后下降的季节变化趋势。与对照相比，拔节期RS处理显著增加AOA、AOB、nirS和nosZ拷贝数，MS和WS处理对上述功能基因丰度均无显著影响。各生育期土壤NH4+-N含量整体高于NO3--N含量，二者均在水稻分蘖期达到峰值，而后随水稻生长不断降低，同一时期不同秸秆处理之间二者无显著性差异。相关性分析和结构方程模型（SEM）结果表明，土壤AOB丰度和土壤NH4+-N含量是直接影响稻田土壤N2O排放的主要因素。综合考虑不同类型秸秆还田后土壤理化因子、水稻产量和微生物丰度数据，玉米秸秆是减缓太湖流域单季稻田N2O排放且提高产量的最优秸秆还田种类。