Responses of Functional Genes Involved In Nitrogen Cycling To Green Manuring In Different Paddy Soils In South China
Creators
- 1. Nanjing Agricultural University
- 2. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning
- 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Abstract Aims We studied the effects of green manuring on the nitrogen (N) cycling process in different paddy soils. Methods Field experiments conducted in Hunan, Jiangxi, Henan and Fujian provinces in south China to investigate the responses of rice yield, soil properties, and functional genes involved in N cycling to green manuring. The field experiments had four treatments, i.e., no fertilizer application (NF), using milk vetch ( Astragalus sinicus L.) as green manure without chemical fertilizer (GM), winter fallow and chemical fertilizer (CF), and a combination of green manure and chemical fertilizer (GMCF). Results The results showed that rice yield significantly increased in GMCF treatment. The copies of nifH gene significantly increased in GMCF in Jiangxi and Henan provinces. Ammonia oxidizing archaeal (AOA) amoA gene was predominant in all provinces compared with ammonia oxidizing bacterial (AOB). Compared with CF treatment, The copies of AOB- amoA gene were reduced in GMCF, indicating the inhibition of soil nitrification. The nirK gene was negatively correlated with SOM, TN, NH 4 + -N, NO 3 - -N and AP, indicating that the positive effects of green manure on soil nutrients caused the inhibition of denitrification process. The nirK gene was the most critical factor influencing rice yield among the tested functional genes, with a relative influence of 63.5%. In comparison SOM was the most important factor (with a relative influence of 41.0%) among soil chemical properties. Conclusions In conclusion, the application of green manures changed the abundance of functional genes involved in the N cycling, and combined application with chemical fertilizer inhibited soil nitrification and denitrification.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الملخص الأهداف درسنا آثار السماد الأخضر على عملية تدوير النيتروجين (N) في تربة الأرز المختلفة. طرق التجارب الميدانية التي أجريت في مقاطعات هونان وجيانغشي وخنان وفوجيان في جنوب الصين للتحقيق في استجابات غلة الأرز وخصائص التربة والجينات الوظيفية المشاركة في ركوب الدراجات إلى السماد الأخضر. تضمنت التجارب الميدانية أربعة علاجات، أي عدم استخدام الأسمدة (NF)، باستخدام بيض الحليب ( Astragalus sinicus L.) كسماد أخضر بدون سماد كيميائي (GM)، وسماد شتوي وأسمدة كيميائية (CF)، ومزيج من السماد الأخضر والأسمدة الكيميائية (GMCF). النتائج أظهرت النتائج أن محصول الأرز زاد بشكل كبير في علاج التسمين بالغذاء المدعم بالغذاء. زادت نسخ جين nifH بشكل كبير في GMCF في مقاطعتي جيانغشي وخنان. كان جين amoA المؤكسد للأمونيا (AOA) سائدًا في جميع المقاطعات مقارنة بالبكتيريا المؤكسدة للأمونيا (AOB). بالمقارنة مع علاج التليف الكيسي، تم تقليل نسخ جين AOB - amoA في GMCF، مما يشير إلى تثبيط نترجة التربة. كان جين نيرك مرتبطًا سلبًا بـ SOM و TN و NH 4 + - N و NO 3 - N و AP، مما يشير إلى أن الآثار الإيجابية للسماد الأخضر على مغذيات التربة تسببت في تثبيط عملية نزع النتروجين. كان جين نيرك العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على غلة الأرز بين الجينات الوظيفية المختبرة، مع تأثير نسبي قدره 63.5 ٪. بالمقارنة، كان SOM هو العامل الأكثر أهمية (مع تأثير نسبي بنسبة 41.0 ٪) بين الخصائص الكيميائية للتربة. في الختام، أدى تطبيق السماد الأخضر إلى تغيير وفرة الجينات الوظيفية المشاركة في دورة N، وأدى الاستخدام المشترك مع الأسمدة الكيميائية إلى تثبيط نترجة التربة ونزع النتروجين.Translated Description (French)
Résumé Objectifs Nous avons étudié les effets du fumage vert sur le processus de cyclage de l'azote (N) dans différents sols de riz. Méthodes Expériences sur le terrain menées dans les provinces du Hunan, du Jiangxi, du Henan et du Fujian dans le sud de la Chine pour étudier les réponses du rendement en riz, des propriétés du sol et des gènes fonctionnels impliqués dans le cycle de l'azote au fumage vert. Les expériences sur le terrain ont comporté quatre traitements, à savoir l'absence d'application d'engrais (NF), l'utilisation de vesces lactées ( Astragalus sinicus L.) comme fumier vert sans engrais chimique (GM), la jachère hivernale et l'engrais chimique (CF), et une combinaison de fumier vert et d'engrais chimique (GMCF). Résultats Les résultats ont montré que le rendement en riz augmentait significativement dans le traitement par GMCF. Les copies du gène nifH ont significativement augmenté dans le GMCF dans les provinces du Jiangxi et du Henan. Le gène amoA de l'archée oxydant l'ammoniac (AOA) était prédominant dans toutes les provinces par rapport à la bactérie oxydante de l'ammoniac (AOB). Par rapport au traitement de la mucoviscidose, les copies du gène AOB- amoA ont été réduites dans le GMCF, indiquant l'inhibition de la nitrification du sol. Le gène nirK était négativement corrélé avec SOM, TN, NH 4 + -N, NO 3 - -N et AP, indiquant que les effets positifs du fumier vert sur les nutriments du sol provoquaient l'inhibition du processus de dénitrification. Le gène nirK était le facteur le plus critique influençant le rendement du riz parmi les gènes fonctionnels testés, avec une influence relative de 63,5 %. En comparaison, la SOM était le facteur le plus important (avec une influence relative de 41,0 %) parmi les propriétés chimiques du sol. Conclusions En conclusion, l'application de fumiers verts a modifié l'abondance des gènes fonctionnels impliqués dans le cycle de l'azote, et l'application combinée avec des engrais chimiques a inhibé la nitrification et la dénitrification du sol.Translated Description (Spanish)
Objetivos del resumen Estudiamos los efectos del abono verde en el proceso de ciclo del nitrógeno (N) en diferentes suelos de arrozales. Métodos Experimentos de campo realizados en las provincias de Hunan, Jiangxi, Henan y Fujian en el sur de China para investigar las respuestas del rendimiento del arroz, las propiedades del suelo y los genes funcionales involucrados en el ciclo del N al abono verde. Los experimentos de campo tuvieron cuatro tratamientos, es decir, sin aplicación de fertilizante (NF), utilizando arveja lechera ( Astragalus sinicus L.) como estiércol verde sin fertilizante químico (GM), barbecho de invierno y fertilizante químico (CF), y una combinación de estiércol verde y fertilizante químico (GMCF). Resultados Los resultados mostraron que el rendimiento del arroz aumentó significativamente en el tratamiento con GMCF. Las copias del gen nifH aumentaron significativamente en GMCF en las provincias de Jiangxi y Henan. El gen amoA de la arquea oxidante de amoníaco (AOA) fue predominante en todas las provincias en comparación con la bacteria oxidante de amoníaco (AOB). En comparación con el tratamiento con CF, las copias del gen AOB- amoA se redujeron en GMCF, lo que indica la inhibición de la nitrificación del suelo. El gen nirK se correlacionó negativamente con SOM, TN, NH 4 + -N, NO 3 - -N y AP, lo que indica que los efectos positivos del estiércol verde sobre los nutrientes del suelo causaron la inhibición del proceso de desnitrificación. El gen nirK fue el factor más crítico que influyó en el rendimiento del arroz entre los genes funcionales probados, con una influencia relativa del 63,5%. En comparación, SOM fue el factor más importante (con una influencia relativa del 41.0%) entre las propiedades químicas del suelo. Conclusiones En conclusión, la aplicación de abonos verdes cambió la abundancia de genes funcionales involucrados en el ciclo del N, y la aplicación combinada con fertilizantes químicos inhibió la nitrificación y desnitrificación del suelo.Files
latest.pdf.pdf
Files
(859.7 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d9549ee96ed96b9bf49661705071d271
|
859.7 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استجابات الجينات الوظيفية المشاركة في تدوير النيتروجين إلى السماد الأخضر في تربة الأرز المختلفة في جنوب الصين
- Translated title (French)
- Réponses des gènes fonctionnels impliqués dans le cycle de l'azote à la fumure verte dans différents sols de paddy dans le sud de la Chine
- Translated title (Spanish)
- Respuestas de los genes funcionales involucrados en el ciclo del nitrógeno al abono verde en diferentes suelos de arrozales en el sur de China
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3214834620
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-740340/v1
References
- https://openalex.org/W3084140650