煙-稻輪作不同施肥土壤N2O排放對水分的響應

趙偉東，郭寶玲，鄭祥洲*，湯水榮，孟磊，張玉樹

（1.海南大學熱帶作物學院，海口 570228；2.福建省農業科學院土壤肥料研究所/福建省植物營養與肥料重點實驗室，福州 350013）

近年來，隨著溫室氣體急劇增加，極端氣候等一系列重大全球性的生態環境問題愈發嚴重，引起人們廣泛關注[1-2]。增溫潛勢最高的N2O 不僅能引起溫室效應，還會對臭氧層造成嚴重破壞，甚至威脅地球生物健康[3-4]。研究表明，農田土壤是N2O 的重要排放源，每年農田的N2O 排放量占全球N2O 總排放量的43%以上[5-6]。同時，農田生態系統也具有巨大的固碳減排潛力[7]。因此，降低農田土壤N2O 排放對緩解氣候變化、提高氮肥利用率等具有極其重要的意義。施肥作為農業生產中常見的農田管理措施之一，在提升土壤肥力的同時也影響著農田N2O 排放，而在農田生態系統中不同施肥種類和不同施肥量對N2O 排放的影響存在較大差異[8-11]。普遍認為施入氮肥會促進土壤N2O 的排放[8，12-13]。通過合理的施肥管理不僅能夠培肥土壤，而且對緩解土壤N2O 排放也具有積極意義[11，14]。施肥是補充土壤無機氮和影響N2O排放的最直接的驅動因子。農田土壤常年高氮投入導致土壤氮過剩的問題已成為人們關注的焦點。研究發現，氮肥的過量施用顯著提高nirK 和nosZ 基因拷貝數[15-16]，引起N2O 排放量增加[17]。然而，Yin 等[18]的研究卻表明高氮投入降低nirS 基因拷貝數。秸稈還田具有提高土壤碳儲量，增加土壤肥力[19]，降低土壤N2O 排放的作用[14，20]。但裴淑瑋等[21]的研究結果表明秸稈還田顯著增加了農田N2O 排放。由此可見，高氮投入和秸稈還田對土壤N2O 排放的影響均未得到共識。土壤水分是影響土壤N2O 排放的重要環境因素之一[22]。水分可以改變土壤微生物生存環境，進而影響N2O 排放。有研究報道，在低水分條件下，土壤N2O 排放主要由硝化作用主導，而在高水分條件下則是由反硝化作用主導[23-26]。徐華等[27]認為水分通過改變土壤中O2濃度、溫度和底物濃度等條件，能在很大程度上改變自養型細菌的組成，進而影響土壤N2O 排放。而Qin 等[28]研究發現，增加土壤水分含量主要影響含nirK 和nosZ 基因微生物的群落結構，從而調控N2O的排放。水分含量調控土壤微生物群落結構，進而決定硝化作用和反硝化作用的相對強度及N2O 的排放。因此，不同水分條件下土壤N2O 排放的微生物機制尚未得到統一結論，還需結合土壤微生物群落結構等進一步探索。

南方地區是我國主要的水稻生產基地，高溫多雨的氣候條件造就了普遍的水旱輪作種植模式。煙-稻輪作是我國福建省水旱輪作的典型模式之一，為保證兩季作物的產量，通常投入大量化學肥料，從而容易引起硝態氮淋溶和N2O 排放加劇等一系列生態環境問題。通常情況下，氮過量會降低土壤pH，并且增加N2O 排放，而秸稈添加能緩解土壤酸化，增加土壤有機質含量，降低N2O 排放。輪作過程中的干濕交替導致兩季土壤水分存在很大差異，這不僅會改變土壤微生物群落結構，而且對N2O 排放也具有很大影響。不同水分條件下，N2O 排放對不同肥料投入的響應還需進一步驗證。基于此，本試驗以水-旱輪作長期定位試驗土壤為研究對象，設置60%持水量（WHC）和淹水兩個水分條件，用來模擬煙葉季和水稻季的田間水分狀況，研究不同水分對長期定位不同施肥量土壤N2O 排放的影響，以期為亞熱帶地區稻田溫室氣體減排提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間原位監測試驗地建于2008 年，位于中國福建省三明市將樂縣古鏞鎮張公村（26°44'53″N，117°26'48″E）。該地屬于亞熱帶季風氣候，年平均氣溫為18.9 ℃，年平均降水量為1 667~1 880 mm，年均日照約1 736 h；土壤母質為花崗巖，土壤腐殖質層15~30 cm。監測點處于山腰位置，坡度為8°。試驗站點設置時耕層土壤平均pH 為5.31，有效磷20.5 mg·kg-1、有機質（SOM）25.85 g·kg-1、全氮（TN）1.39 g·kg-1，銨態氮（和硝態氮含量分別為7.12 mg·kg-1和2.20 mg·kg-1。每年2月或3月種植煙草，7月種植水稻。樣地設置4 個處理，分別為不施肥（CK），推薦施肥（NPK），高氮施肥（NhPK），推薦施肥+水稻秸稈還田（NPKS），具體施肥量見表1。采用完全隨機區組設計，每個施肥處理設置3 個重復地塊（7 m×4 m），地塊用磚框隔開。2021 年水稻季收獲后采用S 型采樣法多點采集表層土壤（0~15 cm），充分混勻后分為兩部分：一部分土壤于室溫下風干并過2 mm篩，用于土壤理化性質的測定；另一部分土樣于4 ℃條件下低溫儲存，并在一周內進行培養試驗。

表1 煙?稻輪作模式下不同施肥處理及施肥量Table 1 Different fertilization rates in fertilization treatments under tobacco-rice rotation modes

1.2 試驗設計

在4 種長期不同施肥的基礎上，設置60%WHC（U）和淹水（F）2 個不同的水分條件，共8 個處理，每個處理稱取30 g 土壤（干基）于250 mL 三角瓶中，加入去離子水使水分含量達到50%WHC，25 ℃預培養1周，使土壤微生物充分激活。預培養結束后，將尿素溶液均勻施入到相應處理的土壤中，使得每個處理添加的氮含量達到200 mg·kg-1，同時調節含水量，使每個長期施肥處理土壤分別達到目標水分，每個處理設置3 個重復，用透氣膜封口后于25 ℃條件下恒溫培養。分別在培養后的第1、3、5、7、10、14、21、28、32 天取樣測定N2O和無機氮濃度。

1.3 樣品采集

取氣時先將三角瓶連接帶有軟管和三通閥的橡膠塞，連接處已涂抹強力膠并晾干，保證裝置氣密性良好，利用配套的多孔抽真空裝置，連續置換空氣3次，每次不低于1 min，再次放入25 ℃條件下恒溫培養6 h，然后用連接有三通閥的20 mL 針管進行取氣，取氣時緩慢推拉針管3 次，使瓶內氣體混合均勻后再進行取氣。取氣完畢后，向三角瓶中加入150 mL 1 mol·L-1KCl 溶液，190 r·min-1振蕩提取1 h 后過濾，得到的濾液用來測定濃度。培養結束后，均勻分取最后一天土壤樣品約10.00 g，?80 ℃冷凍保存，于兩周內進行熒光定量qPCR分析。

1.4 樣品分析與測定

土壤pH值采用水土比為2.5∶1的電位法測定；有效磷含量用1 mol·L-1NH4F 溶液浸提、鉬藍比色法測定；SOM 采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；TN 采用半微量開氏法測定，具體測定方法參考《土壤農業化學分析方法》。水溶性有機碳（DOC）含量采用有機碳氮分析儀（Shimadzu Corp，Kyoto，日本）測定；土壤最大持水量的測定參照文獻[29]中的方法；含量采用1 mol·L-1KCl 溶液浸提后使用SKALAR 連續流動分析儀（Skalar，Breda，荷蘭）測定；N2O 氣體濃度采用安捷倫氣相色譜儀（7890A，美國）測定。

采用MOBIO公司的土壤快速提取試劑盒（Power?SoilTMDNA Isolation Kits）進行DNA 提取，提取步驟參考試劑盒說明書，構建好的質粒經測序鑒定無誤后用超微量紫外分光光度計（（NanoDrop2000，Thermo Fisher Scientific，美國）測定OD260的值。用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測提取DNA片段，DNA樣品于-20 ℃條件下保存備用。采用土壤中氨單加氧酶（AMO）基因，亞硝酸還原酶nirK、nirS 基因和氧化亞氮還原酶nosZ基因拷貝數分別表示氨氧化古菌（AOA）、氨氧化細菌（AOB）與nirK、nirS 和nosZ 反硝化菌，PCR 擴增所用引物和反應條件如表2 所示。定量分析采用SYBR GREEN I 法，反應體系為20 μL，其中包括10 μL 2X ChamQ SYBR Color qPCR Master M，10 μmol·L-1正反向引物各0.8 μL，0.4 μL 50 X ROX Reference Dy，2 μL Template（DNA），6 μL 無菌水。并使用10-1~10-8濃度梯度的標準質粒作為模板進行熒光定量PCR 擴增（ABI 7300 型熒光定量PCR 儀，Applied Bio?systems，美國），最后根據擴增曲線計算基因豐度。

表2 熒光實時定量PCR擴增的引物和反應條件Table 2 Amplification primers and reaction conditions for real-time quantitative PCR

1.5 數據處理與分析

N2O排放通量的計算如公式（1）所示：

式中：F 為N2O 排放通量，μg·kg-1·h-1；ρ為標準狀態下N2O-N的密度；dc/dt為單位時間內培養瓶內氣體濃度增加量，10-6·h-1或10-9·h-1；V 為培養瓶中氣體的有效空間體積，m3；m為培養瓶內的烘干土質量，kg；T為培養溫度，℃。

氣體累積排放量通過相鄰2 次培養時間的平均氣體排放通量與時間相乘后加權累積計算，如公式（2）所示：

式中：Ci+1為第i 次和第i+1 次采樣期間的氣體累積排放量，mg·kg-1；Fi為第i次采樣時氣體瞬時排放通量；i為采樣次數；D為兩次采樣間隔時間，d。

數據為3 次重復的平均值，采用Excel 2019 進行數據分析，利用SPSS 27.0 軟件在Duncan（SSR）方法下分析不同水肥處理各指標的差異顯著性，利用Ori?gin Pro 2022制圖。

2 結果與分析

2.1 長期不同施肥對土壤理化性質的影響

如表3 所示，與CK 相比，各長期施肥處理均顯著降低土壤pH，但顯著提高土壤有效磷和DOC 含量。各施肥處理下SOM 含量為NPK>NPKS>NhPK>CK（15.58~20.09 g·kg-1），相對于CK 處理，NPK 和NPKS處理均顯著增加SOM 含量。土壤TN 含量為NPKS>NhPK>NPK>CK（1.05~1.26 g·kg-1），統 計 分 析 表 明NPKS 處理下TN 含量顯著高于其他施肥處理。碳氮比（C/N）為NPK>NhPK>NPKS>CK（8.66~10.57），NPK顯著高于其他處理。與CK 相比，長期不同施肥各處理均顯著降低土壤含量，NhPK 和NPKS 均顯著提高土壤含量（P<0.05）。

表3 長期不同田間施肥處理土壤理化性質Table 3 Soil properties of different treatments after long term experiment

2.2 土壤

含量 的動態變化

整個培養周期內，60%WHC 下NH+4-N 含量變化范圍為13.17~196.83 mg·kg-1，各處理土壤NH+4-N 動態變化趨勢基本一致（圖1a），UNPK 和UNhPK 處理于培養第3 天左右達到峰值，UCK 和UNPKS 處理于培養第5 天達到峰值，5 d 后均轉變為下降趨勢。培養的7~28 d 時，UCK 處理NH+4-N 含量顯著高于其他處理。淹水條件下NH+4-N 含量變化范圍為0~138.85mg·kg-1，各處理土壤變化趨勢高度趨同（圖1b），除UNPKS 第3 天達到峰值外，其他處理皆于培養第5天達到峰值，5 d后轉變為下降趨勢。14~32 d，FCK 處理含量顯著高于其他處理。氮肥添加會明顯提高土壤含量，大量的由土壤硝化作用轉化為。整個培養周期內，60%WHC 下含量變化范圍為9.92~267.17 mg·kg-1，各處理土壤動態變化趨勢大致相同（圖1c），除UNPK處理于第21 天達到峰值外，其他處理含量均一直增加至培養結束。3~32 d，UCK處理含量顯著低于其他處理。淹水條件下含量變化范圍為4.65~162.60 mg·kg-1，淹水各處理土壤變化趨勢高度相似（圖1d），FCK和FNPK處理在第21天達到峰值，而FNhPK 和FNPKS 處理在第28 天達到峰值，第10天后整體變化幅度逐漸增大。10~32 d，FCK處理含量顯著低于其他處理。總體而言，60%WHC 下各施肥處理和含量的變化幅度均顯著大于對應的淹水各施肥處理。

圖1 兩種不同水分條件下各施肥處理和含量動態變化Figure 1 Dynamic changes ofandcontent per fertilization treatment under two different moisture conditions

2.3 土壤N2O排放通量和累積排放量

60%WHC 條件下，N2O 排放通量（以N 計）的變化范圍為0.05~5.13 μg·kg-1·h-1（圖2a）。UCK 處理在第7 天和第28 天分別出現兩次峰值，且第7 天的N2O 排放通量更高；UNPK和UNhPK處理均在第28天出現峰值，而UNPKS 處理僅在第14 天顯示出微弱的峰值，隨后一直呈降低趨勢，直至培養結束。淹水條件下，N2O 排放通量（以N 計）的變化范圍為0.03~73.61 μg·kg-1·h-1；各處理N2O排放通量動態變化趨勢基本一致（圖2b）。除FNhPK 處理在第10 天達到峰值外，其他處理皆于培養第14 天達到峰值，隨后一直處于下降狀態，直至培養結束；3~21 d，FNPKS 處理略高于其他處理。總體而言，整個培養過程中，淹水條件下各施肥處理N2O 排放通量峰值均遠高于60%WHC 對應的各施肥處理。

圖2 兩種不同水分條件下各施肥處理N2O排放動態變化Figure 2 Dynamic changes of N2O emissions per fertilization treatment under two different moisture conditions

60%WHC 條件下，至培養結束，各處理N2O 累積排放量達到0.56~1.44 mg·kg-1（圖3a）。與UCK 相比，UNPK、UNhPK、UNPKS 處理的N2O 累積排放量分別降低了45%、38%、61%，均顯著低于UCK 處理；UNPKS顯著低于其他施肥處理。淹水條件下，至培養結束，各處理N2O 累 積排放量為14.89~20.70 mg·kg-1（圖3b）。與FCK 相比，FNPK 和FNPKS 處理N2O 累積排放量分別提高了10%和18%，而FNhPK 降低了12%。總體而言，淹水各施肥處理N2O 累積排放量大于60%WHC 各施肥處理，淹水條件顯著促進了各施肥處理的N2O 排放。土壤N2O 排放和無機氮相關性分析結果表明，在兩種水分條件下，土壤N2O 累積排放量均與含量呈正相關（P<0.01）（圖4）。

圖3 兩種不同水分條件下各施肥處理土壤N2O累積排放量Figure 3 Cumulative emission of N2O from per fertilization treatments under two different moisture conditions

圖4 兩種不同水分條件下土壤N2O累積排放量和含量的相關性Figure 4 Correlation between cumulative N2O emissions andcontent under two different moisture conditions

2.4 微生物功能基因豐度

60%WHC 培養結束后，不同施肥處理下土壤（干土）的AOA和AOB基因拷貝數分別為8.06×106~1.54×107copies·g-1和1.14×107~1.75×107copies·g-1（表4）。與UCK相比，UNPK、UNhPK、UNPKS處理的AOA基因拷貝數分別提高48%、42%、25%，AOB 基因拷貝數分別提高17%、1%、35%。相比于UCK，UNPK、UNhPK含量呈負相關，與處理顯著提高AOA 基因拷貝數，UNPKS 處理顯著提高AOB 基因拷貝數。淹水條件培養結束后，不同處理AOA 和AOB 基因拷貝數分別為1.45×107~3.59×107copies·g-1和1.35×107~3.00×107copies·g-1（表4）。與FCK 相比，FNPK、FNhPK、FNPKS 的AOA 基因拷貝數分別提高60%、13%、26%，AOB 基因拷貝數分別提高55%、41%、49%。相比于FCK 處理，FNPK、FNhPK、FNPKS 均顯著提高了AOA 和AOB 基因拷貝數；與FNPK 相比，FNhPK、FNPKS 顯著降低AOA 基因拷貝數，FNhPK 顯著降低AOB 基因拷貝數。總體而言，淹水條件各施肥處理AOA 和AOB 基因拷貝數分別為60%WHC各處理的1.80~2.49倍和1.19~2.19倍。

表4 不同水分條件下各施肥處理微生物相關功能基因豐度Table 4 Abundance of microbial functional genes under different water conditions under different fertilization treatments

60%WHC 培養結束后，不同處理的nirK、nirS 和nosZ 基因拷貝數分別為8.78×106~1.23×107、1.79×107~3.42×107、5.78×107~7.90×107copies·g-1（表4）。 與UCK 相比，UNhPK、UNPKS 處理的nirK 基因拷貝數分別降低28%和10%，UNPK、UNhPK、UNPKS 的nirS 基因拷貝數分別降低19%、91%、71%；UNPK 和UNPKS處理的nosZ 基因拷貝數分別提高9% 和7%，而UNhPK 處理降低24%。各處理中nosZ 基因拷貝數均顯著高于nirK和nirS基因拷貝數，分別提高0.84~0.87倍和0.52~0.74 倍。與UCK 相比，UNhPK 處理均顯著降低nirK、nirS 和nosZ 基因拷貝數，說明氮肥過量施入使得反硝化相關功能基因豐度減小；UNPKS的nirS基因拷貝數顯著低于UCK和UNPK處理，說明秸稈添加顯著減少nirS 基因拷貝數；與此同時UCK、UNPK、UNPKS 處理的nosZ 基因拷貝數相對于nirK 和nirS 均具有較高水平。60%WHC 下，氮過量施肥均顯著降低nirK、nirS 和nosZ 基因拷貝數，推薦施肥配施秸稈處理顯著降低nirS基因拷貝數。淹水下培養結束后，不同處理nirK、nirS 和nosZ 基因拷貝數分別為1.01×107~1.18×107、3.41×107~5.43×107、7.06×107~8.65×107copies·g-1（表4）。與FCK 相比，FNPK、FNhPK 和FN?PKS 處理的nirK 基因拷貝數分別提高15%、5%和1%，FNPK、FNhPK、FNPKS 處理的nirS 基因拷貝數分別降低60%、52%、47%；FNPK 和FNhPK 的nosZ 基因拷貝數分別降低7%和7%，而FNPKS 處理提高12%。FCK 處理的nirS 基因拷貝數顯著高于其他處理，說明肥料投入和秸稈配施都顯著降低nirS 基因拷貝數。總體而言，淹水條件下各施肥處理nirS基因拷貝數是60%WHC的1.19~2.00倍。

3 討論

3.1 長期施肥處理對土壤理化性質的影響

施肥是提升土壤肥力的有效措施，而土壤理化性質是評價土壤是否健康的重要指標[30]。本研究結果表明，長期不同施肥處理降低輪作土壤pH（表3），這與方凱等[31]的研究一致，長期化肥和化肥配施秸稈處理均降低土壤pH。鄒湘等[32]的研究也表明，與不施肥相比，長期NPK 和NPKS 施肥處理也顯著降低土壤pH。這可能是由于氮肥的施入，雖然可以暫時提高土壤pH 值，但土壤中NH+4-N 轉化成亞硝態氮時，釋放大量的H+，長期氮肥投入造成土壤酸化，進而土壤pH 降低。化肥配施秸稈降低土壤pH，可能由于秸稈中含有微生物代謝所需的營養物質，微生物代謝過程產生有機酸，導致土壤酸化[33]。長期NPKS 處理提高SOM 和TN 含量（表3），這與方凱等[31]和郝耀旭等[34]的研究結果一致，化肥配施秸稈處理提升SOM 和TN 含量。然而本研究中，長期NPK處理也顯著增加了SOM含量（表3），這可能是因為無機氮肥的施入在增加作物產量的同時，也增加了作物凋落物、根茬殘體和根分泌物，在刺激土壤微生物生長的同時，促進了土壤腐殖質的分解，故而SOM 含量增加[35]。但本研究結果顯示，長期NPK處理并未顯著增加土壤TN含量，這就導致長期NPKS處理C/N含量低于NPK處理。

3.2 輪作系統土壤各施肥處理N2O 排放及相關功能基因對水分的響應

土壤水分是調控土壤硝化和反硝化作用相對強度與N2O 排放的重要因素[38]。硝化作用通常偏好于好氧環境，而反硝化作用更偏好于厭氧環境[39-40]。本研究表明，淹水顯著降低各施肥處理土壤的硝化作用強度，而且顯著增加N2O 排放（圖1、圖2 和圖3）。這與李平等[41]的研究結果相似，即淹水顯著抑制硝化作用的進行，但顯著增加N2O 的排放。本研究中，FCK、FNPK、FNhPK、FNPKS各處理和含量變化幅度均顯著小于UCK、UNPK、UNhPK、UNPKS，說明淹水顯著降低硝化作用的強度；但培養第32 天時FCK、FNPK、FNhPK、FNPKS 處理土壤的AOA 和AOB基因拷貝數分別是UCK、UNPK、UNhPK、UNPKS 處理土壤的1.80、2.34、2.49、1.84 倍和1.19、2.19、1.98、1.53倍，淹水各施肥土壤氨氧化微生物功能基因拷貝數遠大于60%WHC 各施肥處理，這可能由于土壤中氨氧化微生物具有耐低氧條件的特性，AOA 和AOB 拷貝數較大，但氨氧化微生物活性較低[42]。有研究指出，當土壤水分大于60%WHC 時，硝化作用的強度逐漸降低，反硝化作用的強度隨水分增加而增加[43]。土壤水分含量主要通過影響含nirK 和nosZ 基因微生物的群落結構，刺激部分小豐度微生物的生長，調控N2O的排放強度[28]。但本研究第32 天培養完畢時淹水處理各施肥土壤nirS 基因拷貝數顯著高于60%WHC 對應的各施肥處理，這可能由于土壤C/N 及其對施肥的響應能力差異所導致。本研究中淹水各施肥土壤（nirK+nirS）/nosZ比值顯著大于60%WHC對應的各施肥處理，淹水各施肥土壤透氣性降低，O2向土壤中擴散被表層淹水限制，從而促進了反硝化作用，增加了土壤N2O排放[44-45]。

有研究表明，施用氮肥會增加土壤N2O排放[46-47]，秸稈添加降低土壤N2O 排放[48-49]。但本研究結果顯示，UCK 處理N2O 累積排放量均大于其他施肥處理，這可能是因為長期不施肥改變了土壤質地，降低了土壤透氣性，隨著土壤中少量的O2被消耗，形成反硝化作用更喜好的厭氧環境，從而觸發了反硝化作用的發生，從（nirK+nirS）/nosZ 比值角度也可看出，UCK 處理的（nirK+nirS）/nosZ 比值雖然低于FCK，但顯著高于UNPK、UNhPK 和UNPKS 處理。淹水各施肥處理N2O排放沒有顯著差異，這與湯宏等[50]和朱啟林等[51]的研究結果均不一致。淹水條件下N2O 的排放主要由反硝化作用主導[23]。本研究中培養第32 天時FNPK、FNhPK、FNPKS處理的（nirK+nirS）/nosZ 比值無顯著差異，這表明淹水時施肥處理反硝化作用強度無顯著差異，導致N2O 排放量無顯著差異。李彬彬等[52]的研究表明，土壤起始C/N越低，N2O排放量越高。FCK處理N2O 排放量較高主要是CK 處理土壤C/N 較低所致。60%WHC 水分條件下，推薦施肥配施秸稈處理顯著降低N2O 排放量，這與柴凱斌[14]的研究結果一致。可能原因是：（1）秸稈還田增加了土壤中SOM 含量，為微生物提供了能量，可固定更多的無機氮[53-54]；（2）秸稈還田刺激土壤中的礦質氮微生物活性，進而減少硝化和反硝化作用的底物[55-56]；（3）培養32 d 時，UNPKS處理的（nirK+nirS）/nosZ 比值顯著低于其他處理，UN?PKS 處理減弱土壤反硝化作用，減少N2O 的排放。綜上所述，淹水抑制了不同施肥的響應，且增加了土壤N2O的排放。

4 結論

（1）本研究發現，長期施肥降低土壤pH，推薦施肥配施秸稈處理增加SOM 和TN 含量；相比于推薦施肥，高氮施肥和推薦施肥配施秸稈處理降低土壤C/N。

（2）與不施肥相比，60%WHC 條件下，推薦施肥提高AOA 基因拷貝數，高氮施肥提高AOA 基因拷貝數，降低nirK、nirS 和nosZ 基因拷貝數，推薦施肥配施秸稈提高AOB 基因拷貝數，降低nirS 基因拷貝數；淹水條件下，3 種施肥處理均提高AOA 和AOB 基因拷貝數，均降低nirS的基因拷貝數。

（3）淹水條件劇烈增加N2O 排放，對溫室氣體減排造成不利影響，而且抑制了不同施肥的響應，尤其降低秸稈添加的減排效果。

（4）綜合兩種水分條件對不同定位長期施肥輪作土壤N2O 排放的影響，水稻秸稈還田對煙-稻輪作系統中烤煙季溫室氣體減排具有積極意義。