碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤微生物环境及N2O、CH4排放的影响*

高 琳，潘志华，杨书运，王立为，徐 慧，董智强，张婧婷，黄 蕾，赵 慧，张 君，潘宇鹰，韩国琳，樊栋樑，王佳琳，吴 东

（1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；2.安徽农业大学资源与环境学院，合肥 237182；3.沈阳农业大学农学院，沈阳 110866；4.中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 110016）

碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤微生物环境及N2O、CH4排放的影响*

高 琳1,2，潘志华1**，杨书运2，王立为3，徐 慧4，董智强1，张婧婷1，黄 蕾1，赵 慧1，张 君1，潘宇鹰1，韩国琳1，樊栋樑1，王佳琳1，吴 东1

（1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；2.安徽农业大学资源与环境学院，合肥 237182；3.沈阳农业大学农学院，沈阳 110866；4.中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 110016）

2014年9-10月设计小麦盆栽试验，设置常规施氮处理（CK）、氮肥添加葡萄糖（G）、氮肥添加葡萄糖和巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium，GY）、氮肥添加秸秆（S）、氮肥添加秸秆和巨大芽孢杆菌（SY）5种处理，通过观测小麦苗期温室气体排放、土壤碳氮环境以及微生物菌群等变化，以分析研究不同碳源和巨大芽孢杆菌对土壤温室气体排放和微生物的影响。结果表明：（1）在施氮的同时增施葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌处理（GY），对土壤微生物碳含量变化影响不显著，但降低土壤观测物种数与物种多样性；明显抑制硝态氮和铵态氮的增加，继而抑制N2O排放量的增加，同时促进了旱地土壤对CH4的吸收。（2）若用秸秆代替葡萄糖，在施氮的同时增施秸秆（S），显著减少小麦苗期土壤硝态氮含量，但对N2O排放影响不显著。与秸秆相比，葡萄糖能快速提供有机碳，作为碳源更能体现巨大芽孢杆菌改善土壤微生物菌群、减少硝态氮生成及N2O气体排放的效果。

碳源；巨大芽孢杆菌；小麦；温室气体排放；高通量测序

气候变暖已不仅仅是科研的关注焦点，因全球变暖所引发的各种极端气候事件更是危及人类的生产生活[1]。农田生态系统是大气非CO2温室气体的一个重要排放源[2-3]。在中国，旱地农田占总耕地面积的一半以上[4]，是农业源N2O的重要排放源[5-6]，与此同时，作为吸收汇，旱地对大气 CH4的吸收不可完全忽视。目前，应对气候变化，旱地农田温室气体减排的研究主要集中在田间水肥调控、农作措施等的改善，而利用农田微生物微观调控土壤温室气体排放的研究较少[7]。土壤微生物与土壤质量、生产力和农业的可持续发展密切相关，并对生存的环境十分敏感，能够迅速对周围环境的变化做出反应[8]，研究表示，施用肥料不仅直接影响土壤微生物活性和群落结构，同时还通过改变土壤的物理性状，影响地上作物生长状况而间接影响土壤微生物群落结构[9]。在施肥的基础上添加碳源能在短期内增加微生物生物量碳，增强C、N的矿化率，同时对N2O气体排放具有一定的促进作用[10]，Takuya等[11]研究还发现，与葡萄糖相比，以纤维素、木质素或秸秆为碳源时，土壤微生物固定无机氮的进程要慢得多。因此，综合分析不同碳源的添加对农田土壤，尤其是旱地农田土壤的微生物群落以及N2O、CH4的排放具有重要作用。

研究表明，自然界中含有部分微生物能够使氮肥通过微生物固定而避开或暂缓进入硝化过程和反硝化过程[12]，在这些微生物的作用下，施肥初期部分氮肥能够进入微生物固定而减少N2O的排放，同时还避免了挥发、淋洗的损失，在作物生长中后期微生物氮被矿化分解继续供作物吸收利用，提高氮肥利用效率[11]。目前对这些间接影响温室气体产生、排放的微生物的探索以及将这些微生物与生产实际相结合的研究仍较为少见。

本研究通过小麦盆栽试验探索葡萄糖、秸秆两种碳源以及能将无机氮转化为微生物氮的巨大芽孢杆菌对土壤微生物群及农田N2O、CH4排放的影响，旨在为旱地农田温室气体减排研究提供一定的数据支持。

1 材料与方法

1.1 微生物菌肥的培养

研究选取能固定无机氮且不产生N2O的巨大芽孢杆菌，利用培养基室内大量培养。培养基配方为酵母提取物5g、蛋白胨10g、氯化钠5g、琼脂15~20g、蒸馏水1000mL，pH调至7.4～7.6。将巨大芽孢杆菌接种在已灭菌的培养基中，震荡培养 24h后继续分瓶培养，最终选用平板计数法测定培养后菌液浓度为1.1×108cfu·mL-1。

1.2 试验设计

选用内蒙古自治区呼和浩特市武川县旱地栗钙土，土壤pH为8.5左右，有机碳含量为10.30g·kg-1，较贫瘠，全氮含量0.79g·kg-1，全磷0.45g·kg-1，全钾2.45g·kg-1。试验设计常规施氮处理（CK）、氮肥添加葡萄糖（G）、氮肥添加葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY）、氮肥添加秸秆（S）、氮肥添加秸秆和巨大芽孢杆菌（SY）5种处理，每处理6个重复。具体试验设置如表1。

表1 各处理土壤中添加物的种类和数量Table 1 Additives’ species and dosage in each treatment soil

试验选取辽春 9号小麦，设计盆栽试验，2014年 9月 19日播种，采用底部直径 8cm，顶部直径11cm，高13cm的培养钵作为盆栽用盆，每盆播20粒种子，播种时保持土壤湿度为 15%。针对土壤选取优化施肥量，以尿素为氮肥，过磷酸钙作磷肥，用量分别为 75.0kg·hm-2(N)和63.4kg·hm-2(P2O5)，施肥方式均采用播种前一次性基肥。

1.3 气体采集及测定

试验采用密闭静态箱法测定N2O、CH4排放通量并计算其排放总量。静态箱由基座和采样箱两部分组成，采样箱顶部带有三通阀。采样时，采样箱的下沿插入基座的槽内，箱内形成一个底面半径8.0cm、高26.5cm的密闭空间。由一个50mL的注射器利用三通阀从采样箱内抽取气体，抽取的气体立即转移至一个3mL的真空玻璃瓶内。气体中N2O、CH4浓度采用气象色谱仪（Agilent GC-7890A）测定。采样从播种后第2天（9月20日）开始，连续一周每天采集一次，后续时段每两天采集一次直至10月7日。取样时间为 9：00-11：00，分别于密闭后第0min和20min采集气体样品，经线性回归计算当天气体排放通量，计算式为[13]

式中，F为气体通量（μg⋅m-2·h-1）；ρ为标准状况下N2O或CH4的气体密度（kg·m-3）；V为采样箱有效体积（5.3×10-6m3）；A为箱底面积（6.4×10-3m2）；ΔC为 气体浓度差（μg·m-3）； Δt为时间间隔（0.3h）；T为采气时段箱内温度（℃）。气体通量为负值表示被观测系统从大气中吸收该气体，正值表示被观测系统向大气排放该气体。

试验期间气体累积排放量运用加权法计算，计算式为

式中，Sum为累积排放量（g·hm-2）；Ei为第i次采样时气体排放通量（μg·m-2·h-1）；Di为第i次与第i+1次采样间隔天数（d）。

1.4 土壤样品的采集及测定

播种后第20天每个处理选取3个重复采集新鲜土样，分别选取10g土壤，利用2mol·L-1NaCl进行浸提，最后选用配备MT7和MT8化学模块的连续流动分析仪(Alliance，France)，分别运用靛酚蓝比色法和紫外分光光度法测定滤液中的铵态氮和硝态氮含量，每个样品2次重复。

另选取30g土壤样品分成3等份，其中两份利用真空干燥器充满氯仿熏蒸，以第三份无氯仿熏蒸作对照，24h后分别经2mol·L-1NaCl浸提，最后运用微生物碳氮测定仪测定微生物碳含量[14]。

1.5 土壤微生物分析

选取播种后第 20天采集的土壤样品，通过CTAB方法提取样品基因组DNA并对其进行PCR扩增，构建小片段文库后基于IlluminaMiSeq测序平台，进行双末端测序（Paired-End）。通过对测序所得数据进行拼接、过滤，OTUs（Operational Taxonomic Units）聚类。在OTU生物信息的基础上，选取稀释曲线反映测序数据量的合理性以及样品中物种的丰富程度，同时选取 Shannon指数计算微生物菌群多样性。计算式为

式中，Sobs为实际测量出的OTU数目；ni为含有i条序列的OTU数目；N为所有的序列数。

1.6 数据分析

数据分析处理等采用Excel 2013和SPASS17.0软件。

2 结果与分析

2.1 碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤 N2O和 CH4累积排放量的影响

由图1a可见，单独施加常规氮肥处理（CK）时，试验期间N2O累积排放量达2.3gN·hm-2。在施同量N肥的基础上施加葡萄糖（G）以及施加葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY），土壤中 N2O的排放量在数值上较CK分别减少51.6%和35.5%，差异不显著；若以秸秆代替葡萄糖作为碳源，在施同量N肥的基础上施加秸秆（S），土壤中 N2O的排放量与CK差异不明显，在施加秸秆的基础上再添加巨大芽孢杆菌（SY），土壤中N2O的排放量较CK增加49.8%。说明按照传统方法施氮小麦苗期土壤具有较高的 N2O排放量，而施氮的同时增施葡萄糖以及巨大芽孢杆菌则会抑制 N2O排放量的增加，但若用秸秆代替葡萄糖则未产生抑制 N2O排放的效果，在秸秆的基础上再添加巨大芽孢杆菌时甚至促进N2O排放。

如图1b所示，单独施加常规氮肥处理（CK）时，试验期间 CH4的累计吸收较低，仅为6.4gC·hm-2。在施同量N肥的基础上施加葡萄糖（G）对CH4的吸收影响不大，在施加葡萄糖基础上再添加巨大芽孢杆菌（GY），CH4的累计吸收量较 CK增加185.7%；若以秸秆代替葡萄糖作为碳源，在施同量 N肥的基础上施加秸秆（S）以及秸秆和巨大芽孢杆菌（SY），CH4的累积吸收量均增加，分别较CK增加120.3%和238.8%。结果表明按照传统方法施氮小麦苗期土壤对CH4的吸收较低，而在施氮的基础上同时增施葡萄糖以及巨大芽孢杆菌会促进CH4的吸收，若用秸秆代替葡萄糖，促进CH4吸收的效果则更为明显。

图1 小麦苗期不同处理N2O和CH4累积排放量Fig.1 The cumulative emissions total of CH4and N2O during wheat seeding stage under different treatments

2.2 碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤微生物碳及速效氮含量的影响

2.2.1 土壤微生物碳含量

图2为播种后第20天各处理盆栽土壤微生物碳含量。结果显示，在施同量N肥的基础上添加葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY），土壤微生物碳含量在数值上有所增加，但差异不显著；若以秸秆代替葡萄糖作为碳源，在施同量N肥的基础上添加秸秆（S）以及秸秆和巨大芽孢杆菌（SY），土壤微生物碳含量变化不显著，其中SY处理在数值上达到试验最高值209.45mgC·kg-1，显著大于S处理（P<0.05）。结果表明在施氮基础上增施碳源（葡萄糖或秸秆）和巨大芽孢杆菌对土壤整体微生物碳含量影响不显著。

图2 播种后第20天不同处理土壤微生物碳含量Fig.2 Soil microbial carbon content under different treatments on the 20thday after sowing

2.2.2 土壤速效氮含量

对播种后第20天的盆栽土壤硝态氮和铵态氮含量进行测定，结果如表 2所示。由表可见，施加常规氮肥（CK）的土壤中硝态氮含量最高，达105.06mgN·kg-1。在施同量N肥的基础上施加葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY）均能显著降低土壤硝态氮含量，分别较CK减少77.89%（P<0.05）和66.89%（P<0.05）。若以秸秆代替葡萄糖作为碳源，在施同量N肥的基础上施加秸秆（S），则土壤硝态氮含量同样下降明显，较CK减少64.10%（P<0.05），若在秸秆基础上继续添加巨大芽孢杆菌（SY），硝态氮含量与CK差异不显著。土壤中铵态氮含量较低，仅为总速效氮的2%~6%，但处理间仍存在明显差异。与硝态氮变化相似，CK的铵态氮含量达试验最高，为2.58mgN·kg-1。在施同量N肥的基础上施加葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY）均能显著降低土壤铵态氮含量，分别较 CK减少 43.02%（P<0.05）和29.84%（P<0.05）。当以秸秆作碳源时，铵态氮含量变化不显著。

可见，施氮的同时增施葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY），会明显抑制土壤速效氮（硝态氮和铵态氮）的增加；若用秸秆代替葡萄糖，土壤铵态氮变化不显著，硝态氮在氮肥添加秸秆处理（S）中显著降低，而在添加秸秆和巨大芽孢杆菌（SY）处理中变化不明显。

表2 播种后第20天不同处理土壤速效氮含量（mgN·kg-1）Table 2 Soil available nitrogen content under different treatments on the 20thday after sowing(mgN·kg-1)

2.3 碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤种群丰度及多样性的影响

2.3.1 土壤种群丰度

如图3所示，采用高通量16SDNA测序，通过物种注释测定播种后第 20天土壤微生物，结果显示，土壤样品中测到的均为土壤原有的微生物，未测出试验添加的活性巨大芽孢杆菌。其中在门水平上物种相对丰度前十位的分别是Proteobacteria（变形 菌 门 ）， Acidobacteria（ 酸 杆 菌 门 ），Gemmatimonadetes（芽单胞菌门），Actinobacteria（放线菌门），Bacteroidetes（拟杆菌门），Plantomycetes（浮霉菌门），Chloroflexi（绿弯菌门），Verrucomicrobia（疣微菌门），Nitrospirae（硝化螺旋菌门），Armatimonadetes（装甲菌门）。在施同量N肥的基础上添加葡萄糖（G）时，Proteobacteria和Actinobacteria相对丰度较CK分别增加10.2和1.3个百分点，同时Acidobacteria和Plantomycetes分别减少10.1和1.7个百分点。若以秸秆代替葡萄糖（S），则进一步增加了 Proteobacteria丰度，减少了Acidobacteria的相对丰度，同时 Gemmatimonadetes的相对丰度亦有明显增加。在施同量 N肥的基础上添加碳源（葡萄糖、秸秆）和 Bacillus megaterium微生物（GY、SY）时，对土壤原有微生物群的影响表现在Proteobacteria和Gemmatimonadetes的相对丰度增加，Acidobacteria、Plantomycetes和Chloroflexi的相对丰度减少。

Nitrospirae（硝化螺旋菌门）以氨（铵）为原料进行硝化过程产生硝态氮，在土壤微生物群中的相对丰度从高到低排至第九，占有重要地位。如表 3所示，在同量N肥的基础上添加葡萄糖（G）或秸秆（S）时，土壤中 Nitrospirae的相对丰度均有微弱的降低，分别较CK减少0.2和0.1个百分点。在同量N肥的基础上添加葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY）时，Nitrospirae的相对丰度上升，达到试验最高值1.7%；而在同量 N肥的基础上添加秸秆和巨大芽孢杆菌（SY）后，Nitrospirae的相对丰度降低至试验最低值1.0%。

表3 播种后第20天土壤中硝化螺旋菌门的相对丰度Table 3 Species relative abundance of Nitrospirae in the 20thday after sowing

图3 土壤样品中细菌门水平上的相对丰度Fig.3 Species relative abundance on the phylum level of bacterial communities in different soil samples

2.3.2 土壤微生物多样性

选取稀释曲线（Rarefaction curves）对土壤微生物多样性进行评价，即从样品中随机抽取一定测序量的数据，统计其所代表物种的数目，可直接反映测序数据量的合理性，并间接反映样品中物种的丰富程度，指数值越大，则物种的丰富程度越高。如图4所示，各处理土壤样品的稀释曲线均趋向平缓，说明测序数据量足够大，可以反映样品中绝大多数的微生物信息。

图4 各处理样品的稀释曲线Fig.4 Observed species index curve of different soil samples

通过微生物观测物种数和多样性指标 Shannon（表4）分析发现，在同量N肥的基础上添加葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY）时，土壤中观测物种数均降低，分别较CK减少12.5%和11.0%。若以秸秆代替葡萄糖，在同量N肥的基础上添加秸秆（S）时，观测物种数变化较小，而添加秸秆和巨大芽孢杆菌处理（SY），土壤中观测物种数较CK减少9.6%。Shannon指标分析显示，在同量N肥的基础上添加碳源（G、S）以及碳源和巨大芽孢杆菌（GY、SY）时，物种多样性均有不同程度的降低。结果表明，在同量N肥的基础上添加葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌（GY）时，土壤中观测物种数与物种多样性均有所降低，相比葡萄糖，在同量氮肥的基础上添加秸秆（S）以及秸秆和巨大芽孢杆菌（SY），土壤微生物观测物种数降低较少，但 SY物种多样性降低较多。

表4 不同处理下观测物种数和多样性指标Table 4 Observed species and diversity under different treatments

3 讨论与结论

3.1 讨论

研究表示，适量氮肥能够促进作物根际的生长，增加了作物生物量和根茬，为土壤提供了有机物，促进微生物的生长，显著提高土壤微生物碳含量以及微生物多样性[15-17]。也有研究报道认为，施用无机氮肥会导致土壤微生物减少，降低微生物碳含量[18-20]。本研究结果显示，在氮肥基础上添加葡萄糖时，小麦苗期土壤微生物观测物种数和物种多样性均有所下降，但微生物碳含量有所增加。分析原因可能是施加葡萄糖后，短期内土壤C/N比发生变化，抑制部分自养微生物的生长繁殖，改变了土壤微生物优势种群，使微生物多样性下降，同时由于碳源能促进土壤中部分异养微生物的生长繁殖，增加活性微生物量，最终增加土壤微生物碳含量[21]。研究结果还显示，在氮肥基础上添加葡萄糖后，小麦苗期硝态氮与铵态氮含量显著降低，N2O的排放减少，分析原因可能是碳源的添加，土壤中某些以碳源为能源的异养微生物生长繁殖速率高于硝化菌，抑制了硝化菌的生长繁殖，减少硝化作用的产生，继而减少N2O排放，同时增加碳源，促进了土壤中氮的生物固定[22]，进一步减少N2O排放。陈婧媛等[23]研究发现，以葡萄糖为碳源，一定含量条件下，硝化细菌的硝化效率随着碳源的增加而增加，当葡萄糖的含量超过 20mg·L-1后，异养菌的增殖速率远高于硝化菌，抑制了硝化菌的繁殖，与本研究结果相似。

大量研究表明，秸秆还田能够增加土壤有机质含量，改善土壤理化性质，补充土壤养分，促进土壤微生物的生长繁殖和微生物多样性的提高[24-26]。本研究在氮肥基础上添加秸秆（NS）对土壤微生物的影响表现为苗期降低微生物物种多样性，对观测物种数及微生物碳含量影响不显著，菌群丰度结果显示，秸秆的添加改变了土壤微生物优势菌群及群落结构，增加了 Proteobacteria、Actinobacteria和Gemmatimonadetes等 的 相 对丰 度， 降 低了Acidobacteria、Plantomycetes和Nitropirace等的相对丰度，其原因可能是本研究所用秸秆未完全腐化，在施入土壤后需经过转化分解才被利用[27]。试验测定时段为小麦苗期，添加秸秆处理在短期内能够被直接利用的碳较少，虽然改变了土壤微生物菌群结构，但增加土壤活性微生物量的效果未能体现。宋贺等[28]研究表明，微生物可利用碳源的提高是小麦秸秆还田促进N2O向N2还原的主要驱动力，而本研究中由于时间较短添加秸秆在小麦苗期对土壤 N2O排放无显著影响，与范靖尉等[29]研究得出在适宜施氮水平下施用生物炭作碳源，短期内对土壤N2O排放无显著影响的结果相似。

本研究选取能够固定无机氮且不产生N2O的巨大芽孢杆菌，在土壤中以有机碳为碳源，生长繁殖过程中能将铵态氮生物固定为微生物态氮，从而可以减少施肥初期经硝化反硝化过程产生N2O排放造成的损失。研究中添加该巨大芽孢杆菌（以葡萄糖为碳源），播种后第 20天土壤中硝化螺旋菌门的相对丰度达到试验最大值，其原因可能是在播种前期巨大芽孢杆菌大量繁殖生长，改变了土壤微生物优势种群，抑制部分异样微生物的生长，试验后期巨大芽孢杆菌逐渐死亡，硝化螺旋菌门在总微生物量下降的条件下相对丰度增加。但试验中添加巨大芽孢杆菌处理的速效氮（硝态氮、铵态氮）含量明显下降，同时土壤 N2O排放较常规氮肥处理减少35.5%，其原因是在葡萄糖添加下，巨大芽孢杆菌快速生长繁殖，增加铵态氮向微生物氮固定，减少进入硝化反硝化过程，继而减少硝态氮以及N2O的产生。当以秸秆代替葡萄糖作为巨大芽孢杆菌的碳源时，试验期间N2O累积排放量不减反增，出现这种差别可能在于施入葡萄糖可以立即为微生物的生长提供碳源，而秸秆作为碳源时，则需要一定的热量和水分，自身逐渐分解才能供微生物利用[27]。Ocio等[14]研究田间施用秸秆对土壤微生物量和无机氮的影响时，同样得出以秸秆为碳源固定无机氮比葡萄糖作碳源的进程要慢得多。因此，秸秆对农田土壤理化性质及微生物等的影响属于长期影响，有待进一步研究。

3.2 结论

在同量N肥的基础上增施葡萄糖以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌，小麦苗期土壤微生物碳含量变化不显著，但土壤观测物种数与物种多样性降低；同时二者的添加抑制硝态氮的产生，减少旱地土壤的N2O排放，并促进了土壤对大气CH4的吸收。

用秸秆代替葡萄糖，在同量 N肥的基础上添加秸秆对小麦苗期土壤微生物观测物种数以及多样性影响不显著，虽降低土壤硝态氮含量，但未达到抑制 N2O排放的效果；在秸秆基础上再添加巨大芽孢杆菌，土壤微生物观测物种数和物种多样性均降低，但硝态氮含量无显著变化，甚至促进N2O排放。

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Effects of Carbon Source and Bacillus megaterium on Soil Microbial Environment and N2O, CH4Emission

GAO Lin1.2, PAN Zhi-hua1, YANG Shu-yun2, WANG Li-wei3, XU Hui4, DONG Zhi-qiang1,ZHANG Jing-ting1, HUANG Lei1, ZHAO Hui1, ZHANG Jun1, PAN Yu-ying1, HAN Guo-lin1, FAN Dong-liang1, WANG Jia-lin1, WU Dong1
(1.College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China; 2.College of Resources and Environmental Sciences, Anhui Agricultural University, Hefei 237182;3.Agronomy College Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866;4.Institute of Applied Ecology Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016)

The potted wheat experiment was conducted in September-October 2014, five treatments were set up as follows: regular nitrogen treatment(CK) nitrogen added with glucose (G), nitrogen added with glucose and Bacillus megaterium (GY), nitrogen added with straw(S), nitrogen added with straw and Bacillus megaterium(SY).Based on monitoring the changes of greenhouse gas emissions, soil carbon and nitrogen environment and microbial flora at seedling stage of wheat, the impacts on greenhouse gas emissions and soil microorganisms for different carbon sources and Bacillus megaterium were analyzed.The results showed:（1）there was no significant effect on carbon changes of soil microbial, but the soil microbial species and species diversity decreased with treatment of nitrogen added with glucose(G) and glucose and Bacillus megaterium (GY); While the N2O emissions was inhibited as thenitrate nitrogen and ammonium nitrogen were obviously inhibited in addition, the CH4absorption of upland soil was promoted.（2）The nitrate nitrogen reduced significantly while the changes of N2O emissions was not obvious with treatment of nitrogen added with straw(S) at seeding stage of wheat.So the glucose which could provide organic carbon quickly was better than straw as carbon source to reflect the influence of that the huge bacillus could improve soil microbial flora, reduce the nitrate nitrogen generation and N2O emissions.

Carbon source; Bacillus megaterium; Wheat; Greenhouse gases emission; High-throughput sequencing

2016-04-21**

公益性行业（农业）科研专项（201103039）；公益性行业（气象）科研专项（GYHY201506016）；国家自然科学基金项目（41271110；41371232）；国家重大科学研究计划“973”项目（2012CB956204）；国家科技支撑计划（2012BAD09B02）

高琳（1990-），硕士生，主要从事气候变化、农田温室气体排放等相关研究。E-mail：gaolincau@163.com

10.3969/j.issn.1000-6362.2016.06.004

高琳,潘志华,杨书运,等.碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤微生物环境及N2O、CH4排放的影响[J].中国农业气象,2016,37(6):645-653