脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤硝化、反硝化功能菌的影响 被引量：22

1

作者 张文学 王少先 +4 位作者 夏文建 孙刚 刘增兵 李祖章 刘光荣 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期897-909,共13页

[目的]在农业生产中,脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)与硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)常作为氮肥增效剂来提高肥料利用率。本文研究了在我国南方红壤稻田施用脲酶抑制剂与硝化抑制剂后,土壤中氨氧化细菌(ammonia oxidizing b... [目的]在农业生产中,脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)与硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)常作为氮肥增效剂来提高肥料利用率。本文研究了在我国南方红壤稻田施用脲酶抑制剂与硝化抑制剂后,土壤中氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)以及反硝化细菌的丰度以及群落结构的变化特征,旨在揭示抑制剂的作用机理及其对土壤环境的影响。[方法]试验在我国南方红壤稻田进行,共设5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI),3次重复。脲酶抑制剂与硝化抑制剂分别为NBPT[N-(n-butyl)thiophosphrictriamide,N-丁基硫代磷酰三胺]和DMPP(3,4-dimethylpyrazole phosphate,3,4-二甲基吡唑磷酸盐)。通过荧光定量PCR(Real-time PCR)研究水稻分蘖期与孕穗期抑制剂对三类微生物标记基因拷贝数的影响,并分析土壤铵态氮、硝态氮与三种菌群丰度的相关性;利用变性梯度凝胶电泳(DenaturingGradient Gel Electrophoresis,DGGE)分析抑制剂对土壤AOB、AOA以及反硝化细菌群落结构的影响,并对优势菌群进行系统发育分析。[结果]1)荧光定量PCR结果表明,施用氮肥对两个时期土壤中AOB的amoA基因与反硝化细菌nirK基因的拷贝数均有显著提高,而对AOA的amoA基因始终没有明显影响;AOB与nirK反硝化细菌的丰度与两个时期的铵态氮含量、分蘖期的硝态氮含量呈极显著正相关,与孕穗期的硝态氮含量相关性不显著;DMPP仅在分蘖期显著减少了AOB的amoA基因拷贝数,表明DMPP主要通过限制AOB的生长来抑制稻田土壤硝化过程;NBPT对三类微生物的丰度无明显影响;2)DGGE图谱表明,在分蘖期与孕穗期,施用氮肥均明显增加了图谱中AOB的条带数,而对AOA却没有明显影响;氮肥明显增加了孕穗期反硝化细菌的条带数;与氮肥的影响相比,抑制剂NBPT与DMPP对AOA、AOB以及反硝化菌的群落结构影响甚微;系统发育分析结果表明,与土壤中AOB的优势菌群序列较为接近的有亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌。[结论]在南方红壤稻田中,施入氮肥可显著提高AOB与反硝化细菌的丰度,明显影响两种菌群的群落结构,而AOA较为稳定;NBPT对三类微生物的群落结构丰度无明显影响;硝化抑制剂DMPP可抑制AOB的生长但仅表现在分蘖期,这可能是其缓解硝化反应的主要途径;这也说明二者对土壤生态环境均安全可靠。 展开更多

关键词 抑制剂 稻田 氨氧化细菌 氨氧化古菌 反硝化细菌

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实时控制实现短程硝化过程中种群结构的演变 被引量：21

2

作者 郭建华 王淑莹 +3 位作者 郑雅楠 彭永臻 刘洋 孙治荣 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1259-1263,共5页

为了考察实时控制下实现短程硝化过程中硝化污泥种群结构的演变,采用荧光原位杂交技术(FISH)和扫描电镜(SEM)对处理生活污水的序批式反应器内污泥进行了跟踪观测.结果表明:通过检测pH曲线上的"氨谷"特征点快速启动了短程硝化... 为了考察实时控制下实现短程硝化过程中硝化污泥种群结构的演变,采用荧光原位杂交技术(FISH)和扫描电镜(SEM)对处理生活污水的序批式反应器内污泥进行了跟踪观测.结果表明:通过检测pH曲线上的"氨谷"特征点快速启动了短程硝化,短程硝化维持期间亚硝化积累率平均在93%左右.接种污泥形态多样,含长杆、短杆及球状菌,而随着运行的延续,污泥形态呈现了向短杆状、球状转变的态势.实时控制下反应器内亚硝酸氧化菌(NOB)逐渐被淘洗,而氨氧化菌(AOB)得到了富集.从短程硝化启动初期到短程硝化稳定运行102d,AOB的相对数量从3.5%逐渐上升到8.5%,而对应的NOB相对数量从3.1%下降至0.5%以下.利用好氧曝气时间实时控制实现短程硝化是一种面向种群优化的控制方法,有利于短程硝化系统长期稳定的运行. 展开更多

关键词 短程硝化 氨氧化菌 荧光原位杂交 扫描电镜 种群优化 实时控制

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硝化抑制剂对毛竹林土壤N2O排放和氨氧化微生物的影响 被引量：23

3

作者 毛新伟 程敏 +4 位作者 徐秋芳 陈俊辉 赵天心 余晓 李永春 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1528-1540,共13页

为了探索硝化抑制剂在毛竹生产中的施用技术,通过培养试验研究3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)两种硝化抑制剂对毛竹林施用尿素后土壤N2O排放、氮素转化和相关氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)群落结构和丰度的影响。试验设(1... 为了探索硝化抑制剂在毛竹生产中的施用技术,通过培养试验研究3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)两种硝化抑制剂对毛竹林施用尿素后土壤N2O排放、氮素转化和相关氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)群落结构和丰度的影响。试验设(1)对照(CK)、(2)单施尿素(Urea)、(3)尿素+1%DMPP(DMPP占总N的1%,下同);(4)尿素+1.5%DMPP;(5)尿素+10%DCD;(6)尿素+15%DCD等6个处理,测定N2O的排放动态以及气体排放转折点时的土壤特征指标。结果表明:与单施尿素相比,160 d的时间内两种DMPP用量处理的土壤N2O累积排放减排幅度均为54%,而10%DCD和15%DCD处理的土壤分别减少28%和41%。DMPP和DCD处理50 d和90 d时土壤的NH4+-N含量均显著高于(p<0.05)单施尿素处理,而NO3--N含量和表观硝化率则恰好相反,但两种抑制剂间无差异。DMPP处理的AOB群落结构的变化从10 d开始显现,至50 d和90 d时仍保持明显的抑制状态,而DCD处理则至90 d时抑制作用基本消失。单施尿素AOB功能基因(amo A)的丰度均显著高于硝化抑制剂处理(90 d时尿素+10%DCD处理除外);在整个培养期内,尿素和对照土壤的AOA群落结构相似,硝化抑制剂反而增加了AOA功能基因的丰度,表明硝化抑制剂对AOA丰度无明显抑制作用。即两种硝化抑制剂主要通过抑制AOB起作用;调节土壤p H至中性范围,并在1%DMPP施用条件下,硝化抑制剂的抑制效果最显著。 展开更多

关键词 N2O:3 4-甲基吡唑磷酸盐 双氰胺 毛竹林 氨氧化细菌 氨氧化古菌

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秸秆直接还田与炭化还田对潮土硝化微生物的影响 被引量：10

4

作者 李培培 仝昊天 +2 位作者 韩燕来 姜瑛 吴传发 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1471-1481,共11页

为比较秸秆直接还田和炭化还田对黄淮海平原小麦/玉米轮作体系典型潮土硝化作用及硝化微生物群落的影响,设置4个处理:全量小麦秸秆还田(S)、全量秸秆炭化还田(B)、半量秸秆半量生物质炭还田(SB)和不进行秸秆或生物质炭还田的对照(CK),... 为比较秸秆直接还田和炭化还田对黄淮海平原小麦/玉米轮作体系典型潮土硝化作用及硝化微生物群落的影响,设置4个处理:全量小麦秸秆还田(S)、全量秸秆炭化还田(B)、半量秸秆半量生物质炭还田(SB)和不进行秸秆或生物质炭还田的对照(CK),连续进行3 a田间试验。对小麦、玉米两个生长季土壤理化性质进行分析,用末端限制性片段长度多态性(Terminal-restriction length polymorphism,T-RFLP)技术和克隆文库技术对氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)群落结构和多样性进行分析。结果表明,在小麦季,与S处理相比,B处理显著降低了土壤容重,提高了土壤pH、有机碳(SOC)和速效钾(AK)含量(P<0.05),但并未显著影响土壤水分、铵态氮(NH^+4-N)和硝态氮(NO^-3-N)含量;B和SB处理的硝化潜势(Potential nitrification rate,PNR)分别为0.58、0.49μg·h^-1·g^-1(以NO^-2计,下同),显著高于CK,与S处理(0.40μg·h^-1·g^-1)差异不显著。玉米季,B处理显著提高了土壤水分、SOC和AK(P<0.05),各处理玉米季的PNR整体低于小麦季,B处理最高(0.27μg·h^-1·g^-1),显著高于CK和S处理(P<0.05)。小麦季PNR分别与AK、NH^+4浓度和土壤容重显著相关(P<0.05),与AOA和AOB群落组成均无显著关系;玉米季PNR仅与理化因子SOC显著相关,但该季节PNR与AOB群落结构显著相关。冗余分析(RDA)表明,土壤SOC、容重、pH和AK是显著影响硝化微生物群落结构的主要因子,对AOA和AOB群落结构总变异的解释量分别为76.4%和75.5%。系统发育树分析表明,AOA大部分属于土壤古菌Group1.1b,AOB多属于亚硝化螺菌Nitrosospira簇3。综上,与秸秆直接还田相比,炭化还田提高土壤硝化活性,改善部分土壤理化性质,引起土壤硝化微生物群落结构变化。 展开更多

关键词 砂质潮土 氨氧化细菌 氨氧化古菌 秸秆直接还田 秸秆炭化还田 硝化作用

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霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)扰动对表层沉积物细菌群落结构和多样性的影响 被引量：3

5

作者 郭亮 姚思鹏 邢鹏 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期973-978,共6页

为研究大型底栖动物霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)对表层沉积物中细菌群落结构和多样性的影响,设计了沉积物-水微宇宙的实验,模拟太湖梅梁湾霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的自然分布特征,运用末端限制性片段长度多态性... 为研究大型底栖动物霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)对表层沉积物中细菌群落结构和多样性的影响,设计了沉积物-水微宇宙的实验,模拟太湖梅梁湾霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的自然分布特征,运用末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP)比较了有无霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)分布的沉积物样品中细菌群落的动态变化。结果表明,水丝蚓组和对照组沉积物细菌群落结构相似性无显著差异(P>0.05),可见太湖梅梁湾目前的水丝蚓生物量引起的生物扰动对表层沉积物细菌群落结构影响不明显;实验中后期只在处理组中出现的206 bp以及处理组含量高于对照组的370 bp T-RFs都可能是Nitrosomonas属的氨氧化细菌,提示大型底栖动物霍甫水丝蚓的存在可能为氨氧化细菌提供了适合的生态位。 展开更多

关键词 生物扰动 细菌群落结构 多样性 末端限制性片段长度多态性 氨氧化细菌

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模拟水位下降与刈割对高寒湿地土壤氨氧化与反硝化微生物的影响 被引量：3

6

作者 孙翼飞 沈菊培 +2 位作者 张翠景 孙书存 贺纪正 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2356-2364,共9页

湿地土壤是温室气体重要的源和汇,认识湿地生态系统氮循环过程有助于预测氮循环对未来气候变化的响应与反馈机制。为探讨硝化作用和反硝化作用对土壤水位变化和刈割的响应机制,依托于2013年在青藏高原东部若尔盖泥炭地南部湿地设置的野... 湿地土壤是温室气体重要的源和汇,认识湿地生态系统氮循环过程有助于预测氮循环对未来气候变化的响应与反馈机制。为探讨硝化作用和反硝化作用对土壤水位变化和刈割的响应机制,依托于2013年在青藏高原东部若尔盖泥炭地南部湿地设置的野外实验,通过在样地周围挖掘不同深度的排水沟模拟水位下降,结合刈割处理,研究水位下降和刈割对泥炭地土壤氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和反硝化细菌(Denitrifying bacteria)丰度的影响。2014年7月取样分析结果表明:水位下降显著降低土壤含水量,水位下降与刈割均显著降低土壤呼吸;氨氧化及反硝化微生物功能基因丰度在各处理间无显著差异,但刈割及其与水位下降的交互作用显著影响AOA-amo A与AOB-amo A基因丰度比。刈割处理显著增加AOB-amo A基因相对丰度,但对AOA-amo A基因丰度无显著影响,揭示AOB可能在湿地土壤硝化过程中占主导地位。土壤nir S基因丰度显著高于nir K基因,表明nir S基因对水位下降及刈割的响应更为敏感。随着土壤水位的下降,刈割促进了由AOB主导的氨氧化过程,而反硝化微生物丰度的增加削减了氨氧化产物硝酸盐的积累,继而降低了土壤硝酸盐含量。 展开更多

关键词 水位下降 氨氧化细菌 氨氧化古菌 反硝化微生物 若尔盖湿地

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两种不同硝化类型反应器中固定化硝酸菌的群落分析 被引量：2

7

作者 王一渌 周伟丽 +1 位作者 张振家 欧阳丽华 《净水技术》 CAS 2011年第2期62-67,共6页

该试验从亚硝化和全程硝化两种不同硝化类型的好氧流化床反应器的固定化包埋颗粒中提取细菌总基因组DNA,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)对系统中的氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(nitri... 该试验从亚硝化和全程硝化两种不同硝化类型的好氧流化床反应器的固定化包埋颗粒中提取细菌总基因组DNA,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)对系统中的氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)群落结构进行了解析,根据序列数据进行同源性分析并建立系统发育树。结果表明:经过较短的驯化时间后,固定化颗粒反应器可形成优势菌,改变运行条件或经过长时间搁置后,颗粒中生态群落结构保持稳定;反应器中AOB较单一,以Nitrosomonas sp.为主,但具备一定抗冲击负荷能力,NOB以Nitrobacter sp.为主,全程硝化反应器中具有亚硝化反应器中所不具备的Nitrobacter sp.219、Nitrobacter sp.263。 展开更多

关键词 硝化 聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳技术 氨氧化菌 亚硝酸氧化菌 群落结构

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种植年限对大棚蔬菜地土壤微生物群落结构多样性的影响 被引量：13

8

作者 王阳 王奇赞 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期567-576,共10页

利用常规理化分析、微生物培养方法及Biolog微生物自动分析系统和PCR-DGGE手段分析了瑞安市不同种植年限大棚蔬菜地土壤微生物群落生态功能多样性和遗传功能多样性的变化特征,探讨长期大棚设施栽培对土壤微生物性质的影响。结果表明,随... 利用常规理化分析、微生物培养方法及Biolog微生物自动分析系统和PCR-DGGE手段分析了瑞安市不同种植年限大棚蔬菜地土壤微生物群落生态功能多样性和遗传功能多样性的变化特征,探讨长期大棚设施栽培对土壤微生物性质的影响。结果表明,随着种植年限的增加,大棚蔬菜地土壤全盐量及pH显著升高,土壤有机质显著下降;土壤微生物生态功能多样性、群落和功能发生了明显的变化,其中,土壤中总细菌的遗传功能多样性未发生了显著性变化,但氨氧化细菌(AOB)优势种群发生了显著改变,且多样性从丰富变为较单一;土壤氨氧化古菌(AOA)受施肥、植被及土壤pH等环境因素影响较小,当大棚种植年限足够长时其多样性不仅没有减少,反而呈现增加的趋势。 展开更多

关键词 大棚蔬菜地土壤 微生物多样性 aob(氨氧化细菌) AOA(氨氧化古菌)

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水力筛分间歇饥饿CANON工艺参数调控及稳定运行 被引量：4

9

作者 李冬 刘名扬 +1 位作者 张杰 任纪元 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期1-7,共7页

为探究水力筛分间歇饥饿策略运行CANON工艺的稳定性及相关参数的设置,采用SBR反应器运行CANON工艺,定期通过水力筛分排出絮状污泥,之后对其进行间歇饥饿,以此抑制NOB的生长繁殖,探讨沉降时间和饥饿周期两项参数的调控,实现CANON工艺处... 为探究水力筛分间歇饥饿策略运行CANON工艺的稳定性及相关参数的设置,采用SBR反应器运行CANON工艺,定期通过水力筛分排出絮状污泥,之后对其进行间歇饥饿,以此抑制NOB的生长繁殖,探讨沉降时间和饥饿周期两项参数的调控,实现CANON工艺处理低氨氮污水的稳定运行。结果显示,不同的沉降时间对于粒径分布和功能菌活性有较大影响,1.5 min以上的沉降时间可将ANAMMOX菌基本留存在反应器中,AOB在颗粒污泥和絮状污泥中均有分布,NOB则主要分布于传质阻力小的絮状污泥中。AOB在缺氧饥饿期间的活性衰减速率基本保持稳定,而NOB在面对缺氧饥饿时表现得更为敏感,活性衰减速率大于AOB。在恢复阶段,由于AOB具有一种独特的机制来应对饥饿,能够将细胞保持在经历短时饥饿后立即以最大速率开始氧化NH^(+)_(4)-N的状态,使其在恢复3 d时的底物降解速率就达到0.097 g/(g·d),恢复至饥饿前的86%,而NOB因无法快速适应环境的变化活性恢复速率滞后于AOB。采用4 d饥饿和3 d恢复的模式运行反应器,NOB得到有效抑制,出水NO^(-)_(3)-N呈现下降趋势,之后调整间歇饥饿周期为4 d饥饿和5 d恢复,更好地提升了AOB的活性,处理效果进一步提升,进入稳定阶段,出水NH^(+)_(4)-N和NO^(-)_(3)-N平均值分别为2.69和7.79 mg/L,氨氮去除率和总氮去除率分别达到96%和79%。采用水力筛分间歇饥饿CANON工艺处理低氨氮污水运行性能稳定,出水满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中所规定的一级A标准。 展开更多

关键词 全程自养脱氮 水力筛分 间歇饥饿 好氧氨氧化菌 亚硝酸盐氧化菌

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西南地区pH影响紫色土硝化作用机制研究 被引量：4

10

作者 孟瑶 王智慧 +1 位作者 罗红燕 蒋先军 《草业学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期73-79,共7页

硝化作用是一个对pH高度敏感的典型过程,但pH影响土壤硝化作用的机制尚不完全明了。本研究以西南地区3种发育于同一母质的不同pH的紫色土(酸性紫色土pH=5.7,中性紫色土pH=7.3,石灰性紫色土pH=8.0)作为供试材料,研究pH对紫色土硝化强度... 硝化作用是一个对pH高度敏感的典型过程,但pH影响土壤硝化作用的机制尚不完全明了。本研究以西南地区3种发育于同一母质的不同pH的紫色土(酸性紫色土pH=5.7,中性紫色土pH=7.3,石灰性紫色土pH=8.0)作为供试材料,研究pH对紫色土硝化强度及氨氧化微生物的长期效应;通过人为添加酸(H_2SO_4)或碱(NaOH)短期改变土壤pH的方法,研究pH对紫色土硝化作用强度、氨氧化微生物活性及丰度的短期效应。结果表明,pH的短期改变对酸性与石灰性紫色土的硝化作用无显著影响(P>0.05),但对中性紫色土的硝化速率影响显著(P<0.05);氨氧化古菌(AOA)的amo A基因在酸性土壤环境中的表达更高(3.04×10~8/g干土,AOA/AOB=31.8),而氨氧化细菌(AOB)则更适应于石灰性紫色土环境(2.35×10~8/g干土,AOA/AOB=0.07)。研究表明,紫色土的硝化作用强度受pH的影响显著,且在不同pH土壤中其作用机制各不相同。硝化微生物群落和活性主导了酸性和石灰性紫色土中的硝化作用,而中性紫色土中的硝化作用则是由底物浓度所主导。研究推测长期稳定的pH是影响硝化微生物群落和活性的关键因素,而pH的短期改变则主要影响硝化反应的底物有效性。 展开更多

关键词 硝化作用 氨氧化古菌 氨氧化细菌 土壤PH 实时荧光定量PCR

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雷竹林土壤氨氧化微生物对不同肥料的响应 被引量：5

11

作者 郭帅 徐秋芳 +3 位作者 沈振明 李松昊 秦华 李永春 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期343-351,共9页

雷竹Phyllostachys violascens林冬季地表覆盖施肥为核心的集约经营技术被广泛推广应用,冬季覆盖以及施肥处理必将对土壤氨氧化微生物群落结构产生影响。为揭示雷竹林覆盖和施肥等集约经营措施对土壤氨氧化微生物的影响,进行了田间试验... 雷竹Phyllostachys violascens林冬季地表覆盖施肥为核心的集约经营技术被广泛推广应用,冬季覆盖以及施肥处理必将对土壤氨氧化微生物群落结构产生影响。为揭示雷竹林覆盖和施肥等集约经营措施对土壤氨氧化微生物的影响,进行了田间试验。设计如下2个试验:试验1为施用等量硝态氮复合肥:m(氮)∶m(五氧化二磷)∶m(氧化钾)=16∶16∶16的对照1(不覆盖)和处理1(覆盖);试验2为覆盖的4个不同肥料处理,分别为对照2(不施肥),处理1,处理2(尿素),处理3(尿素+氯化钾),各处理以含氮量360 kg·hm-2为标准折算成相应的肥料用量,氯化钾与复合肥等钾量折算。应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术和定量PCR技术分析土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)群落结构多样性和功能基因丰富度。结果表明:不同处理土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌有较高比例的共性种类,群落结构尚未发生显著改变;前期未覆盖的对照1与其他前期曾覆盖的所有处理的氨氧化细菌群落结构差异相对较明显,同为前期覆盖的处理3与其他处理又稍有不同;土壤氨氧化细菌多样性为处理1明显高于(P<0.05)处理3;处理3氨氧化细菌和氨氧化古菌的基因的丰度均较高(P<0.05)。综合比较不同处理氨氧化细菌和氨氧化古菌的DGGE条带的多样性以及定量分析得出结论,处理3的氨氧化微生物多样性和功能基因最丰富,处理2最差。建议生产上采用尿素与氯化钾搭配施用,有利于土壤氨氧化微生物的活动和氮素循环利用。 展开更多

关键词 森林土壤学 雷竹林 冬季覆盖 施肥 氨氧化古菌 氨氧化细菌 聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳 实时荧光定量PCR

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牛粪堆肥高温期氨氧化古菌与氨氧化细菌的多样性分析 被引量：2

12

作者 孙志远 晏磊 +3 位作者 王彦杰 林匡飞 李辉 王伟东 《黑龙江八一农垦大学学报》 2013年第6期17-22,42,共7页

堆肥化过程中,氨氧化微生物对堆肥原料的氮素转化和氮损失影响重大。为了分析牛粪堆肥高温期微生物的多样性,研究以氨单加氧酶基因(amoA)为标记,分析了牛粪堆肥高温阶段氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-... 堆肥化过程中,氨氧化微生物对堆肥原料的氮素转化和氮损失影响重大。为了分析牛粪堆肥高温期微生物的多样性,研究以氨单加氧酶基因(amoA)为标记,分析了牛粪堆肥高温阶段氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)菌群多样性。结果表明,在AOB类群中,亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira)克隆子数量分别占整个克隆文库的59.3%和40.7%,它们是堆肥高温期的优势氨氧化细菌,但是Nitrosomonas的数量比Nitrosospira更占优势。在AOA群落中,soil/sediment菌群占据绝对数量优势,其克隆子数量占AOA文库的94.2%,sea/sediment菌群仅占5.8%。 展开更多

关键词 堆肥 AMOA基因 氨氧化古菌(AOA) 氨氧化细菌(aob)

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不同酸碱性紫色土的硝化活性及微生物群落组成 被引量：20

13

作者 曹彦强 闫小娟 +2 位作者 罗红燕 贾仲君 蒋先军 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期194-202,共9页

为研究紫色土中的硝化作用、总微生物和硝化微生物的群落结构,以重庆永川的酸性紫色土(p H=5.3)和中性紫色土(p H=7.2)以及四川盐亭的石灰性紫色土(p H=8.5)为研究对象,采用稳定性同位素标记技术进行培养实验,并通过Miseq测序对三种紫... 为研究紫色土中的硝化作用、总微生物和硝化微生物的群落结构,以重庆永川的酸性紫色土(p H=5.3)和中性紫色土(p H=7.2)以及四川盐亭的石灰性紫色土(p H=8.5)为研究对象,采用稳定性同位素标记技术进行培养实验,并通过Miseq测序对三种紫色土微生物群落结构进行分析。每种土样共设有三种处理,包括^(13)CO_2标记处理、^(12)CO_2对照处理和^(13)CO_2+C_2H_2对照处理。结果表明,中性紫色土(p H=7.2)和石灰性紫色土(p H=8.5)经过56 d的培养后发生了强烈的硝化作用,而酸性紫色土(p H=5.3)中未发生明显的硝化作用,并且硝化作用类型都以自养硝化为主。三种紫色土中都存在着变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),其中变形菌门在三种紫色土中都大约占有20%的比例。中性紫色土和石灰性紫色土各处理中硝化螺旋菌门(Nitrospirae)百分比大于酸性紫色土各处理。三种紫色土各处理中的氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)主要以亚硝化螺菌属(Nitrosospira)为主,亚硝酸氧化细菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)主要以硝化螺菌属(Nitrospira)为主。且NOB/AOB的值在三种紫色土各处理中最高可达到13,这意味着全程氨氧化细菌(Comammox)可能在紫色土的硝化作用中占据重要贡献。 展开更多

关键词 紫色土 氨氧化细菌 亚硝酸氧化细菌 Miseq测序 微生物 硝化作用

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石灰性紫色土硝化作用及硝化微生物对不同氮源的响应 被引量：10

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作者 赵伟烨 王智慧 +4 位作者 曹彦强 刘天琳 罗红燕 朱波 蒋先军 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期479-489,共11页

土壤中发生的硝化作用是对p H高度敏感的典型过程。本文采用室内恒温培养法,结合定量PCR和高通量测序,研究石灰性紫色土硝化作用以及氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、亚硝酸... 土壤中发生的硝化作用是对p H高度敏感的典型过程。本文采用室内恒温培养法,结合定量PCR和高通量测序,研究石灰性紫色土硝化作用以及氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、亚硝酸盐氧化细菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)的丰度与群落结构对不同氮源的响应。结果表明:不同氮源均刺激土壤硝化作用的发生,CO(NH2)2处理下的净硝化速率最大,约是CK处理的4.76倍,(NH_4)2SO4和NH_4Cl处理下的净硝化速率分别为N 3.88和3.34 mg kg-1d-1。相比于(NH_4)2SO4和CO(NH2)2处理,NH_4Cl处理降低了硝态氮的累积量,抑制了铵态氮的减少量。AOB amo A基因拷贝数在28 d培养过程中变化显著(p<0.05),在(NH_4)2SO4和CO(NH2)2处理中呈先增长后降低趋势,在NH_4Cl处理中呈持续增长趋势;而AOA amo A基因拷贝数无显著变化(p>0.05)。说明石灰性紫色土硝化作用的主要推动者是AOB,而不是AOA。在28 d培养过程中,亚硝酸盐氧化细菌占总微生物的比例高于氨氧化细菌和古菌,意味着石灰性紫色土中可能存在全程氨氧化微生物(Comammox)。高通量测序的结果表明:石灰性紫色土中AOB的优势种群为亚硝化螺菌Nitrosospira Cluster 3,AOA的优势种群是土壤古菌Group 1.1b,NOB的优势种群是硝化螺菌Nitrospira。 展开更多

关键词 土壤氮循环 氨氧化细菌 氨氧化古菌 亚硝酸盐氧化细菌 全程氨氧化细菌

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东北沼泽湿地土壤中氨氧化微生物活性和丰度研究 被引量：5

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作者 谢月 梁红 +3 位作者 宋立全 王清波 付东风 高大文 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期546-551,共6页

为了研究东北典型沼泽湿地——三江湿地和扎龙湿地表层土壤中氨氧化微生物的活性和丰度,采用氯酸盐抑制亚硝酸盐氧化菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)和氨苄青霉素抑制氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)以及荧光定量PCR的... 为了研究东北典型沼泽湿地——三江湿地和扎龙湿地表层土壤中氨氧化微生物的活性和丰度,采用氯酸盐抑制亚硝酸盐氧化菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)和氨苄青霉素抑制氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)以及荧光定量PCR的方法,分析了生长季和非生长季氨氧化微生物的活性和丰度的关系。结果表明:在不同类型的湿地土壤中,pH值显著地影响湿地土壤中氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)的潜在氨氧化活性(Potential ammonia oxidation activity,PAO)(P<0.01)。AOA的丰度值与PAO_(AOA+AOB)呈显著正相关(r=0.96,P<0.05),而与PAO_(AOA)不存在相关性(P>0.05)。三江湿地的毛苔草和小叶章土壤中的PAO_(AOA+AOB)、PAO_(AOA)、AOA丰度与AOB丰度,并无显著差异。研究表明植被的差异并没有影响土壤中氨氧化微生物的潜在氨氧化活性以及氨氧化微生物的丰度,但在抑制AOB活性之后毛苔草土壤中的PAO出现了显著的下降(P<0.05),表明AOB在毛苔草土壤中的氨氧化过程中发挥着重要作用。 展开更多

关键词 氨氧化细菌 氨氧化古菌 潜在氨氧化速率 丰度 环境因子

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氟磺胺草醚及其降解菌对大豆生长及生物固氮的影响 被引量：4

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作者 周聪 陈未 +4 位作者 高岩 施曼 李江叶 刘丽珠 陈金林 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2660-2668,共9页

从生长于氟磺胺草醚污染土壤的大豆根瘤中筛选出的Sinorhizobium sp.W16菌株,能高效降解氟磺胺草醚并能缓解氟磺胺草醚的生物负效应。以大豆(苏C1008)为研究对象,采用盆栽试验,探究Sinorhizobium sp.W16对大豆生长、氮累积量、根瘤固氮... 从生长于氟磺胺草醚污染土壤的大豆根瘤中筛选出的Sinorhizobium sp.W16菌株,能高效降解氟磺胺草醚并能缓解氟磺胺草醚的生物负效应。以大豆(苏C1008)为研究对象,采用盆栽试验,探究Sinorhizobium sp.W16对大豆生长、氮累积量、根瘤固氮酶活性及根际土壤氮循环相关微生物功能基因丰度等的影响。结果表明:氟磺胺草醚的施用量(以有效成分计)超过450 g·hm^(-2)时显著降低了大豆生物量,抑制了大豆根瘤固氮酶活性和土壤脲酶活性,降低了土壤固氮细菌(nifH)、氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)基因丰度,限制了植物-根际系统的生物固氮及有机氮素转化;接种Sinorhizobium sp.W16降解菌显著提高土壤中氟磺胺草醚的降解率至81.97%,且显著提高了大豆根瘤干质量、根瘤固氮酶活性和土壤nifH基因丰度,增强了大豆的固氮作用,同时刺激了脲酶活性,提升土壤AOA和AOB的基因丰度,增加了土壤有效氮素的供应,从而使大豆植株氮含量提高了15.85%~24.93%。研究表明,氟磺胺草醚的施用抑制了大豆-根际系统的生物固氮作用,但接种Sinorhizobium sp.W16降解菌不仅能有效降低土壤中氟磺胺草醚的残留量、缓解氟磺胺草醚对大豆的持续药害,还增强了植物-根际系统中生物固氮能力、土壤有效氮素供应及大豆的氮素累积,对修复氟磺胺草醚污染土壤、增强大豆固氮具有较好的应用价值和市场前景。 展开更多

关键词 氟磺胺草醚 大豆 根瘤菌 生物固氮 氨氧化古菌(AOA) 氨氧化细菌(aob)

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施肥和淹水管理对水稻土氨氧化微生物数量的影响 被引量：5

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作者 曹彦强 王智慧 +2 位作者 莫永亮 王梅 蒋先军 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1004-1011,共8页

全程氨氧化细菌(Complete ammonia oxidizers,Comammox)的发现被认为是氮循环研究的重要进展,但复杂土壤中Comammox与氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)共存的环境驱动机制尚不... 全程氨氧化细菌(Complete ammonia oxidizers,Comammox)的发现被认为是氮循环研究的重要进展,但复杂土壤中Comammox与氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)共存的环境驱动机制尚不清楚。针对紫色水稻土长期定位试验的植稻淹水(夏季植稻施肥并且全年淹水)管理、休耕冬干(不植稻、不施肥,仅在夏季植稻期间淹水,冬季排水落干)管理,研究了施肥和水分管理对水稻土硝化潜势及氨氧化微生物类群丰度的影响。结果表明,植稻淹水土壤的硝化潜势显著高于休耕冬干,分别为25.0 mg·kg^-1·d^-1、2.11mg·kg^-1·d^-1,相差可达12倍之多。实时荧光定量PCR分析表明,两种管理方式下水稻土中均能检测到Comammox、AOA和AOB,并且其数量均为Comammox>AOA>AOB。植稻淹水中Comammox丰度分别为AOA的8.5倍、AOB的77.3倍,而休耕冬干中Comammox丰度分别为AOA的4.1倍、AOB的490.3倍。相比于休耕冬干管理,植稻淹水刺激了Comammox分支A(Clade A)、AOA和AOB的生长,三者增长倍数分别为9、3、42,但Comammox分支B(Clade B)的降幅高达两倍之多。这些结果表明,与休耕冬干管理相比,28年长期植稻淹水,可能导致水稻土氨氧化微生物类群长期处于低O2胁迫,并选择性促进了Comammox Clade A和AOA的生长,高强度施肥则显著促进了AOB生长,而ComammoxClade A和AOA则具有更广的铵态氮底物适应范围。未来应通过稳定性同位素示踪DNA技术,明确水稻土中数量上占优势的Comammox的功能意义及其与AOA和AOB的相对重要性。 展开更多

关键词 水稻土 硝化潜势 氨氧化古菌 氨氧化细菌 全程氨氧化细菌

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不同施肥方式下土壤氨氧化细菌的群落特征 被引量：9

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作者 任灵玲 李秀玲 刘灵芝 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期11-19,共9页

为了研究长期定位施肥对棕壤中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)种群结构多样性和垂直分布特征的影响,本研究采用化学分析、荧光定量PCR(qPCR)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,针对沈阳农业大学试验区不同施肥方式(不施肥... 为了研究长期定位施肥对棕壤中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)种群结构多样性和垂直分布特征的影响,本研究采用化学分析、荧光定量PCR(qPCR)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,针对沈阳农业大学试验区不同施肥方式(不施肥、低量无机氮肥、高量无机氮肥、无机氮肥与有机肥配施)下不同土壤深度(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm)的土壤理化性质、AOB丰度及种群多样性进行分析,比较不同施肥方式对土壤AOB种群的影响。结果显示,与不施肥相比,施肥会降低土壤pH,增加土壤铵态氮(70.5%～939.21%)和硝态氮(253.20%～625.48%)含量。随土壤深度增加,土壤pH升高,铵态氮和硝态氮含量除低量无机氮肥处理外,多呈降低趋势。土壤增施氮肥可提高AOB丰度,降低总细菌丰度。其中,0～20 cm土层中AOB丰度较高,且高量无机氮肥处理的AOB数量最高,为9.65×10~5拷贝数·g^(-1)(干土)。DGGE图谱分析显示,不同处理下,AOB群落结构多样性指数存在明显差异(P<0.05),各多样性指数均在表层(0～20 cm)最高,增施氮肥则显著降低AOB的多样性。聚类分析表明,4个施肥处理中,高量无机氮肥处理聚为一类,其他处理则因土壤深度不同而异;3个土壤深度中,除不施肥处理外,所有施肥处理均表现为0～20 cm、20～40 cm土层发生聚类,40～60 cm则明显与其他两层分开。冗余梯度分析(RDA)显示,硝态氮(P=0.027)是造成影响AOB群落结构差异的主要原因。上述研究结果表明,长期定位施肥土壤AOB的数量和群落结构多样性受施肥方式显著影响,并表现出明显的垂直分布特征。与无机氮肥相比,有机无机配施处理有助于改善土壤pH,维持不同土壤深度下AOB群落结构多样性。 展开更多

关键词 棕壤 施肥方式 氮肥 氨氧化细菌(aob) 群落结构 土壤深度

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土壤亚硝酸气体(HONO)排放过程及其驱动机制 被引量：3

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作者 吴电明 夏玉玲 +1 位作者 侯立军 刘敏 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期190-194,共5页

气态亚硝酸(HONO)是大气中氢氧自由基(OH·)的重要来源,直接影响到大气氧化能力和空气质量。通过比较外场测定和模型计算的HONO浓度,发现白天时存在未知的大气HONO来源。研究表明,土壤可以向大气中排放HONO。其机理可能是土壤亚硝... 气态亚硝酸(HONO)是大气中氢氧自由基(OH·)的重要来源,直接影响到大气氧化能力和空气质量。通过比较外场测定和模型计算的HONO浓度,发现白天时存在未知的大气HONO来源。研究表明,土壤可以向大气中排放HONO。其机理可能是土壤亚硝态氮和氢离子的化学平衡作用;或土壤夜间吸附和白天解吸附的动态物理化学过程;或氨氧化细菌等微生物的直接排放;也可能是硝化过程中产生的羟胺,在土壤颗粒物等表面的化学反应。因此,土壤HONO排放通量与土壤亚硝态氮浓度、pH、氨氧化细菌丰度、土壤矿物、土壤湿度及C/N值等相关。目前对于土壤HONO排放的研究尚在起步阶段,国内亦少见相关成果报道。本文综述了土壤HONO排放的研究背景、探讨了土壤HONO排放的机理及影响因素,以期为减少氮素损失、提高氮肥利用率、评估氮肥的环境效应及城市空气质量等提供理论依据和科学指导。 展开更多

关键词 氮循环 气态亚硝酸 土壤 pH 硝化 氨氧化细菌 二氧化氮

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大庆龙凤湿地底泥氨氧化细菌与氨氧化古菌多样性分析 被引量：2

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作者 马茹霞 晏磊 +5 位作者 王国兴 王长虹 贾军 邓兵 沈婷婷 王伟东 《黑龙江八一农垦大学学报》 2015年第2期69-73,78,共6页

为研究湿地底泥中氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)与氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)的群落多样性,构建AOB与AOA的amo A基因克隆文库,同时利用限制性片段长度多态性(RFLP)技术将克隆文库阳性克隆子进行归类并测... 为研究湿地底泥中氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)与氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)的群落多样性,构建AOB与AOA的amo A基因克隆文库,同时利用限制性片段长度多态性(RFLP)技术将克隆文库阳性克隆子进行归类并测序。结果发现,从湿地底泥中均得到3个AOB与AOA的可操作分类单元(OTU)。其中,所有的AOB均属于亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas),而AOA属于泉古菌门(Crenarcharota),与河口沉积物等环境中获得的序列具有较高同源性。 展开更多

关键词 湿地底泥 氨氧化细菌 氨氧化古菌 多样性

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