丛枝菌根真菌调控土壤氧化亚氮排放的机制*

何 广，李 侠，2，赵若桐，张俊伶†

（1. 中国农业大学资源环境学院，北京 100193；2. 山西大同大学生命科学学院，山西大同 037004）

氧化亚氮（N2O）作为一种重要的温室气体，温室效应潜力是二氧化碳（CO2）的298 倍，其排放问题是当前全球农业面临的重要挑战之一[1]。据估算，1981—2010 年间，全球陆地生态系统排放的N2O 高达13 Tg·y-1[2]，其中农田排放至大气中的N2O可 达 4.1 Tg·y-1[3]。 在 土 壤 中， 硝 化 过 程（nitrification）、反硝化过程（denitrification）、硝化微生物的反硝化过程（nitrifier denitrification）以及硝酸盐歧化过程（dissimilatory nitrate reduction to ammonium，DNRA）等均可产生N2O[4]。通常认为催化氨氧化反应的氨单氧化酶（amoA编码）和催化亚硝酸盐还原反应的还原酶（nirK和nirS编码）分别是硝化过程和反硝化过程中产生N2O 的关键酶，目前仅知N2O 还原酶（nosZ编码）可还原N2O，因此弱化N2O 产生过程或强化N2O 消纳过程对N2O 减排至关重要。

过量施用氮肥是农田N2O 排放增加的一个主要原因[5]。据估算，每100 kg 氮肥就有约1 kg 氮以N2O 的形式排放到大气层[6]。因此，深入研究农田土壤N2O 排放的影响因素并提出合理的减排措施，对全球气候变化具有重要意义。针对N2O 减排的措施，主要包括施肥管理、施用硝化抑制剂和生物炭等[4]。目前针对土壤微生物影响N2O 排放的研究主要集中在硝化细菌和反硝化细菌，关于其他微生物的描述很少。最近的研究发现，对土壤接种促生微生物（Plant growth promoting rhizobium，PGPR）Bacillus amyloliquefaciens[7]和Trichoderma viride[8]后显著降低了N2O 排放，该结果与土壤中反硝化相关功能基因丰度的提高，尤其是nosZ型微生物丰度的增加与群落结构的改变有关。丛枝菌根真菌能与陆地上约80%植物形成共生体。在共生体中，菌根通过根外菌丝吸收土壤中的养分，传递给宿主植物，作为交换宿主植物会向其供应光合产物。……