微生物驱动的硝化作用是氮循环的关键过程。土壤氨氧化作用是硝化作用的第一步,也是硝化作用的限速步骤,施氮是影响土壤氨氧化微生物的重要因素。因此,明确不同氮肥种类(尿素、硫酸铵和硝酸钾)对土壤氨氧化微生物群落与硝化势的影响,可...微生物驱动的硝化作用是氮循环的关键过程。土壤氨氧化作用是硝化作用的第一步,也是硝化作用的限速步骤,施氮是影响土壤氨氧化微生物的重要因素。因此,明确不同氮肥种类(尿素、硫酸铵和硝酸钾)对土壤氨氧化微生物群落与硝化势的影响,可以为缓解农田氮素流失和改善氮素循环提供参考。本研究以钙质紫色土为研究对象,采用盆栽试验,设置不施氮肥(CK)、施尿素(UR)、施硫酸铵(AS)和施硝酸钾(PN) 4个处理。通过测定不同类型氮肥处理下土壤化学性质、硝化势、土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的群落结构及α多样性,明确不同类型氮肥对土壤氨氧化作用的影响。结果表明,与CK处理相比,AS和UR处理下土壤pH分别显著降低2.52和0.32个单位(P<0.05),AS和UR处理下土壤全氮和铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量分别显著提升53.6%~83.0%和1 359.5%~1 740.4%(P<0.05);3种施氮处理下土壤碱解氮和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量分别显著增加164.9%~233.1%和434.6%~1 485.3%(P<0.05);AS处理土壤速效磷含量显著降低33.7%(P<0.05);AS和UR处理下土壤碳氮比(C/N)分别显著降低40.0%和20.0%(P<0.05);各处理间土壤有机碳(SOC)含量无显著差异;AS处理土壤硝化势显著降低42.0%(P<0.05),UR和PN处理土壤硝化势分别显著提升292.0%和62.6%(P<0.05)。与CK处理相比,AS和UR处理下AOA amo A基因丰度分别显著提高84.1%和44.4%(P<0.05),AS处理AOB amo A基因丰度显著降低44.0%(P<0.05),UR处理显著提高1 821.3%(P<0.05)。冗余分析显示:土壤pH和NH_(4)^(+)-N含量为AOA群落结构的主要影响因子,C/N、土壤有机碳(SOC)和碱解氮为AOB群落结构的主要影响因子(P<0.05)。逐步回归分析显示:NH_(4)^(+)-N和碱解氮为AOA amo A基因丰度的主要影响因子(P<0.001),速效磷和碱解氮为AOB amo A基因丰度的主要影响因子(P<0.001)。偏最小二乘法分析显示:AOB amo A基因丰度、SOC、速效磷、碱解氮和pH对土壤硝化势具有显著影响(P<0.05)。综上,施用硫酸铵会显著降低土壤硝化势,而施用尿素会增加土壤硝化势,且AOB群落为钙质紫色土中氨氧化作用的主要驱动者,施用硫酸铵主要通过增加碱解氮含量,降低速效磷含量和AOB amo A基因丰度,降低硝化势;而施用尿素主要通过增加碱解氮含量和AOB amo A基因丰度,最终增加硝化势。展开更多
利用荧光定量PCR、末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)和基因克隆文库技术,比较了4种施氮水平(不施氮肥,0 kg N/hm^2,CK;施低水平氮肥,75 kg N/hm^2,N1;施中水平氮肥,150 kg N/hm^2,N2;施高水平氮肥,225 kg N/hm^2,N3)下华北平原地区小...利用荧光定量PCR、末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)和基因克隆文库技术,比较了4种施氮水平(不施氮肥,0 kg N/hm^2,CK;施低水平氮肥,75 kg N/hm^2,N1;施中水平氮肥,150 kg N/hm^2,N2;施高水平氮肥,225 kg N/hm^2,N3)下华北平原地区小麦季表层(0—20 cm)土壤总细菌、氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和群落结构。结果表明,土壤总细菌、AOB和AOA数量分别在每克干土5.74×10~9—7.50×10~9、8.89×10~6—2.66×10~7和3.83×10~8—7.78×10~8之间。不同施氮量土壤AOA数量均高于AOB数量,AOA/AOB值在81.72—14.38之间。增施氮肥显著显著提高AOB数量(P<0.05),对总细菌和AOA数量的影响不显著(P>0.05)。与CK相比,处理N1、N2和N3中AOB数量分别提高了0.64、1.50和1.99倍。增施氮肥显著改变了AOB和AOA的群落结构,且不同施氮量处理中AOB群落结构差异更大。系统进化分析显示,施氮肥小麦土壤AOB主要为Nitrosospira属类群,分布在Cluster 3的两个分支中;AOA分布在Cluster S的4个分支中。相关性分析显示,AOB数量与全氮和铵态氮含量呈显著正相关关系,与土壤pH和碳氮比呈显著负相关关系(P<0.05);AOA数量与硝态氮含量和土壤pH呈显著正相关关系,与铵态氮含量呈显著负相关关系(P<0.05)。研究结果表明:增施氮肥可显著改变华北平原地区碱性土壤AOB数量与群落结构,该地区小麦土壤中AOB比AOA对氮肥响应更敏感。展开更多
文摘微生物驱动的硝化作用是氮循环的关键过程。土壤氨氧化作用是硝化作用的第一步,也是硝化作用的限速步骤,施氮是影响土壤氨氧化微生物的重要因素。因此,明确不同氮肥种类(尿素、硫酸铵和硝酸钾)对土壤氨氧化微生物群落与硝化势的影响,可以为缓解农田氮素流失和改善氮素循环提供参考。本研究以钙质紫色土为研究对象,采用盆栽试验,设置不施氮肥(CK)、施尿素(UR)、施硫酸铵(AS)和施硝酸钾(PN) 4个处理。通过测定不同类型氮肥处理下土壤化学性质、硝化势、土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的群落结构及α多样性,明确不同类型氮肥对土壤氨氧化作用的影响。结果表明,与CK处理相比,AS和UR处理下土壤pH分别显著降低2.52和0.32个单位(P<0.05),AS和UR处理下土壤全氮和铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量分别显著提升53.6%~83.0%和1 359.5%~1 740.4%(P<0.05);3种施氮处理下土壤碱解氮和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量分别显著增加164.9%~233.1%和434.6%~1 485.3%(P<0.05);AS处理土壤速效磷含量显著降低33.7%(P<0.05);AS和UR处理下土壤碳氮比(C/N)分别显著降低40.0%和20.0%(P<0.05);各处理间土壤有机碳(SOC)含量无显著差异;AS处理土壤硝化势显著降低42.0%(P<0.05),UR和PN处理土壤硝化势分别显著提升292.0%和62.6%(P<0.05)。与CK处理相比,AS和UR处理下AOA amo A基因丰度分别显著提高84.1%和44.4%(P<0.05),AS处理AOB amo A基因丰度显著降低44.0%(P<0.05),UR处理显著提高1 821.3%(P<0.05)。冗余分析显示:土壤pH和NH_(4)^(+)-N含量为AOA群落结构的主要影响因子,C/N、土壤有机碳(SOC)和碱解氮为AOB群落结构的主要影响因子(P<0.05)。逐步回归分析显示:NH_(4)^(+)-N和碱解氮为AOA amo A基因丰度的主要影响因子(P<0.001),速效磷和碱解氮为AOB amo A基因丰度的主要影响因子(P<0.001)。偏最小二乘法分析显示:AOB amo A基因丰度、SOC、速效磷、碱解氮和pH对土壤硝化势具有显著影响(P<0.05)。综上,施用硫酸铵会显著降低土壤硝化势,而施用尿素会增加土壤硝化势,且AOB群落为钙质紫色土中氨氧化作用的主要驱动者,施用硫酸铵主要通过增加碱解氮含量,降低速效磷含量和AOB amo A基因丰度,降低硝化势;而施用尿素主要通过增加碱解氮含量和AOB amo A基因丰度,最终增加硝化势。
文摘利用荧光定量PCR、末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)和基因克隆文库技术,比较了4种施氮水平(不施氮肥,0 kg N/hm^2,CK;施低水平氮肥,75 kg N/hm^2,N1;施中水平氮肥,150 kg N/hm^2,N2;施高水平氮肥,225 kg N/hm^2,N3)下华北平原地区小麦季表层(0—20 cm)土壤总细菌、氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和群落结构。结果表明,土壤总细菌、AOB和AOA数量分别在每克干土5.74×10~9—7.50×10~9、8.89×10~6—2.66×10~7和3.83×10~8—7.78×10~8之间。不同施氮量土壤AOA数量均高于AOB数量,AOA/AOB值在81.72—14.38之间。增施氮肥显著显著提高AOB数量(P<0.05),对总细菌和AOA数量的影响不显著(P>0.05)。与CK相比,处理N1、N2和N3中AOB数量分别提高了0.64、1.50和1.99倍。增施氮肥显著改变了AOB和AOA的群落结构,且不同施氮量处理中AOB群落结构差异更大。系统进化分析显示,施氮肥小麦土壤AOB主要为Nitrosospira属类群,分布在Cluster 3的两个分支中;AOA分布在Cluster S的4个分支中。相关性分析显示,AOB数量与全氮和铵态氮含量呈显著正相关关系,与土壤pH和碳氮比呈显著负相关关系(P<0.05);AOA数量与硝态氮含量和土壤pH呈显著正相关关系,与铵态氮含量呈显著负相关关系(P<0.05)。研究结果表明:增施氮肥可显著改变华北平原地区碱性土壤AOB数量与群落结构,该地区小麦土壤中AOB比AOA对氮肥响应更敏感。
