氮肥施用能够同时增强土壤中的碳和氮储量，这对双季稻系统的产量提升具有积极意义

《Biology and Fertility of Soils》：Nitrogen fertilization simultaneously strengthens soil carbon and nitrogen pools, with implications for productivity gain of double-cropping rice system

氮肥管理对稻田土壤有机碳及其微生物组分的影响研究。通过设置五级氮肥梯度（0-0/105-126/120-144/135-162/150-180 kg N ha?1年?1），测定氨基酸糖标记法及23个碳代谢相关基因的定量PCR分析，发现氮肥显著提升总氮（5.6%-79.2%）和SOC含量（7.1%-42.8%），但微生物 necromass C占比下降（真菌6.8%-21.0%，细菌3.8%-20.9%）。基因表达呈现C固定酶（acsE/aclB）丰度增加与C降解酶（rbcL）丰度减少趋势。氮肥增加稻秆和籽粒产量，但高氮（150 kg）后产量趋于稳定。主要预测因子包括总氨基酸糖含量（SOC）、微生物 biomass N、真菌 necromass C占比及关键基因表达量。

　　

摘要

尽管一些研究表明氮（N）管理策略对传统土壤有机碳（SOC）各组分的影响，但关于其他重要SOC形式（尤其是来自微生物的SOC形式）的知识仍存在空白。为了阐明氮输入水平如何影响SOC及其子库的积累以及它们与作物产量的关系，2013年在中国典型的双季稻系统中开展了一项田间试验。为了系统评估氮输入对生物和非生物SOC组分的影响，设置了五个氮肥施用量梯度（0/0、105/126、120/144、135/162和150/180公斤氮/公顷·年），分别应用于早稻和晚稻季节。2023年和2024年两个稻季的成熟期采集了土壤样本，并测量了谷物产量和植物生物量。利用氨基糖标记物量化了土壤中由微生物产生的碳形式，并通过高通量定量PCR技术测定了23个与土壤碳固定和降解相关的生物标志基因的丰度。2023年至2024年的数据表明，与对照组相比，氮输入显著增加了土壤总氮和SOC含量，分别增加了5.6%-79.2%和7.1%-42.8%。随着氮输入量的增加，土壤总氮和有效氮含量呈逐渐上升趋势，而SOC及其主要组分的含量先增加后下降或趋于稳定。土壤中真菌和细菌残体碳对SOC的贡献分别减少了6.8%-21.0%和3.8%-20.9%。氮输入显著增强了大多数碳固定基因的丰度，同时降低了碳降解基因的丰度。在所有预测因子中，土壤总氨基糖含量对SOC的预测能力最强，其次是微生物生物量中的氮含量以及微生物残体碳对SOC的贡献。氮输入量的增加显著提高了稻草和谷物产量，产量在较高氮水平下呈现逐渐增加后趋于稳定的趋势。土壤微生物生物量中的碳和氮、溶解有机碳含量、真菌残体碳对SOC的贡献以及acsE、aclB和rbcL基因的丰度是预测谷物产量的主要因素。