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准噶尔荒漠梭梭和柽柳根际土壤微生物功能基因丰度变化特征
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作者 马红钰 周小国 +6 位作者 王宝 宋渝川 艾克热木·阿不拉提江 蒋邵丽 闵九洲 赵红梅 程军回 《草业学报》 北大核心 2025年第8期109-122,共14页
大量研究表明,陆地生态系统中养分循环显著受到土壤微生物功能基因丰度(soil microbial functional gene abundance, SMFGA)变化的影响。目前,有关荒漠生态系统灌木根际土壤中SMFGA的变化特征仍所知甚少。基于此,本研究以准噶尔荒漠两... 大量研究表明,陆地生态系统中养分循环显著受到土壤微生物功能基因丰度(soil microbial functional gene abundance, SMFGA)变化的影响。目前,有关荒漠生态系统灌木根际土壤中SMFGA的变化特征仍所知甚少。基于此,本研究以准噶尔荒漠两种共存的优势灌木梭梭和柽柳为目标植物,在采集二者根际和株间空地表层土壤(0~10 cm)的基础上,通过宏基因组测序分析了与土壤碳、氮、磷循环相关的67个SMFGA,旨在揭示根际土壤中SMFGA变化特征及其与土壤理化性质(土壤容重、pH、有机质、全氮、全磷、全钾、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾)和土壤微生物多样性之间的内在联系。研究结果显示:1)与株间空地相比,梭梭和柽柳根际土壤具有较高的速效态养分(铵态氮、硝态氮和速效磷)含量。2)梭梭和柽柳根际土壤中,细菌Shannon-Wiener指数均高于株间空地。真菌Shannon-Wiener指数仅在梭梭根际和株间空地土壤中存在显著差异。3)参与碳、氮、磷循环的15、17和35个功能基因中,分别有6(pulA、nplT、chitinase、nagA、bglB和bglX)、2(nrfH和napB)和8个(gcd、phnG、phnH、phnI、phnL、phnA、phnJ和phnM)功能基因,其相对丰度在梭梭和柽柳根际土壤中显著高于株间空地。4)根际土壤中参与氮、磷循环的SMFGA,与速效钾和pH呈显著正相关关系,而参与碳循环的SMFGA与理化性质和微生物多样性均无显著关系。综合而言,荒漠生态系统中灌木根际效应改变了SMFGA变化特征及其与土壤理化性质和微生物多样性之间的关系。 展开更多
关键词 土壤微生物功能基因丰度 根际土壤 灌木 荒漠生态系统
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硝化抑制剂和肥料减施对减少设施菜田氮源气体排放及与微生物功能基因的互作 被引量:4
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作者 王凌 张国印 +5 位作者 刘孟朝 孙世友 刘蕾 茹淑华 赵欧亚 李博文 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期196-203,共8页
开展了以减少设施菜田系统中氮源气体损失、提高肥料利用率为目的的田间试验。以设施黄瓜为例,通过设置对比常规施肥、减量施肥与不同硝化抑制剂型配比试验,连续5 a定位监测不同施肥处理下氮源气体排放规律,基于qPCR结果分析了氮源气体... 开展了以减少设施菜田系统中氮源气体损失、提高肥料利用率为目的的田间试验。以设施黄瓜为例,通过设置对比常规施肥、减量施肥与不同硝化抑制剂型配比试验,连续5 a定位监测不同施肥处理下氮源气体排放规律,基于qPCR结果分析了氮源气体排放与氨氧化古菌AOA的互作关系,并应用高通量Illumina MiSeq平台测序,利用PICRUSt对16S rDNAV3-V4区基因系列数据进行分析,基于KEGG数据库对与氮代谢相关的功能基因进行了鉴定。结果表明,北方设施黄瓜-土壤系统的5个不同施肥处理中,增施硝化抑制剂DCD(处理In-1)与常规施肥(处理FT)和减量施肥(处理OPT)相比,每年向环境排放的氮氧化物(NOx)排放总量分别减少76.5%和71.8%,减量施肥(处理OPT)和增施DCD分别比常规施肥(处理FT)氧化亚氮(N2O)年排放总量减少28.4%和21.8%。明确了北方石灰性褐土设施黄瓜菜田中,增施DCD可显著抑制氨氧化古菌AOA种群数量,效果优于吡啶;氨氧化古菌AOA对NOx排放起调控作用,氨氧化古菌AOA amoA基因拷贝数与土壤NOx排放通量之间呈指数正相关关系:Y=121.18e3E-08x(R2=0.8405,P<0.05)。基于KEGG数据库的鉴定结果显示,在肥料减施(处理OPT)和硝化抑制剂(处理In-2)调控的土壤中,与同化途径相关的烯酰水合酶(K01692)、底物结合蛋白(K02035)以及转运系统ATP结合蛋白(K09687)系统代谢通路相关的功能基因相对丰度高,是响应上述调控变化最为敏感的氮循环途径。5 a间,与常规施肥(处理FT)相比,减量施肥(处理OPT)和增施DCD(处理In-1)的肥料偏生产力分别提升了32.1%~38.2%和17.8%~21.9%。因此,在北方设施菜田中,增施施氮量15%的硝化抑制剂和减量25%的肥料施用,可有效减少农田氮源气体排放损失,提高肥料利用率,并且明确了随着氨氧化古菌AOA种群数量的增加,NOx的排放通量呈指数锐升的关系。为实现农业面源污染有效防控,促进我国农业高质量绿色发展提供了有力的科学依据。 展开更多
关键词 设施菜田 氮源气体减排 氨氧化古菌 硝化抑制剂 微生物功能基因
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微生物功能基因组学研究的思维变革
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作者 范雄林 徐志凯 《医学与哲学》 2001年第11期51-52,共2页
关键词 微生物基因组计划 微生物功能基因组学 研究 思维变革
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三江源国家公园不同草地土壤微生物功能基因的差异性分析 被引量:9
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作者 陈昕 李奇 +4 位作者 陈懂懂 贺福全 霍莉莉 赵新全 赵亮 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期472-482,共11页
土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象... 土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象,利用基因芯片(GeoChip 5.0)技术测定其微生物功能基因丰度,并分析它们之间的差异及影响因素。结果表明:(1)3种草地类型地上群落结构和地下土壤环境存在差异性,其中高寒草原物种多样性指数、pH值较高,沼泽化草甸中土壤含水量、微生物量碳、地上生物量、土壤速效氮含量较高,高寒草甸中则是土壤微生物量氮含量较高;(2)3种高寒草地类型的碳循环、氮循环、磷循环、有机修复的土壤微生物功能基因丰度存在显著差异,其中这些功能基因的丰度在高寒沼泽化草甸最高,高寒草甸、高寒草原次之;(3)地上植物物种多样性虽对功能基因丰度变化的解释率(r2)在57.1%-61.2%之间,但统计学上不显著(P>0.05),而微生物基因丰度随地上生物量的增加而增加,且解释率(r2)为77.5%-80.0%(P<0.05)。在pH、土壤含水量、土壤微生物量等地下土壤环境因子中,pH对功能基因丰度存在显著影响(P<0.01)解释率在83.4%-87.5%间,且土壤微生物功能基因丰度随土壤pH的增加而降低;土壤含水量、土壤微生物量对土壤微生物功能基因丰度的解释率分别为81.9%-83.1%(P<0.05)和76.8%-86.2%(P<0.05),微生物功能基因丰度随这两者含量的增加呈上升趋势。进一步运用RDA分析发现,pH、土壤微生物量、地上生物量是影响微生物功能基因丰度的主要因子,其中土壤微生物量是土壤有机质的重要组成部分,土壤有机质又是通过地上植被凋落物沉积所得到的。因此,地上植被特性的自上而下控制因子影响了土壤环境中自下而上的控制因子,间接的影响了微生物功能基因丰度。由此得出,地上植被特性和地下土壤环境因子共同作用控制了微生物功能基因丰度使其出现差异性。 展开更多
关键词 三江源国家公园 草地类型 植被特性 土壤环境 土壤微生物功能基因丰度 基因芯片5.0
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种肥混播对夏玉米产量、酶活性和土壤微生物的影响 被引量:1
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作者 李子双 高玮 +9 位作者 李洪杰 周晓琳 王学霞 杜梦扬 陈延华 王玉霞 倪小会 王薇 邹国元 曹兵 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期149-156,共8页
探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种... 探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种子控释肥混播和氮磷钾减量50%控释肥种子混播共4个处理,分析调查了夏玉米产量、氮磷钾吸收、叶片酶活性及根际土壤微生物功能基因。与常规施肥相比,2个控释肥处理的夏玉米产量增加7.7%~22.1%,夏玉米氮、磷、钾吸收量分别增加0.75%~33.3%、16.3%~27.1%、4.78%~36.5%,氮肥吸收利用率提高20.7%~24.6%,氮肥偏生产力提高14~74.1 kg/kg,氮肥农学利用率提高14.1~20.2 kg/kg,夏玉米每公顷净收益(扣除肥料投入)比常规施肥增加9.67%~19.6%。吐丝期根际土壤硝化和反硝化微生物基因数、叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶与常规施肥没有显著差异。种肥混播在夏玉米上实现了增产增收,提高了氮磷钾养分吸收量和氮肥利用效率,降低了环境污染风险。 展开更多
关键词 夏玉米 控释肥 氮肥利用效率 酶活性 微生物功能基因
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针阔人工混交林及其纯林对土壤微生物碳循环功能基因丰度的影响 被引量:1
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作者 秦佳琪 肖指柔 +5 位作者 明安刚 朱豪 滕金倩 梁泽丽 陶怡 覃林 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期1719-1731,共13页
探究土壤微生物碳循环功能基因丰度对深刻理解土壤碳循环机制具有重要作用,然而土壤微生物碳循环功能基因丰度对不同人工林类型的响应特征尚不清楚。以南亚热带马尾松(Pinus massoniana)-格木(Erythrophleum fordii)人工混交林及其纯林... 探究土壤微生物碳循环功能基因丰度对深刻理解土壤碳循环机制具有重要作用,然而土壤微生物碳循环功能基因丰度对不同人工林类型的响应特征尚不清楚。以南亚热带马尾松(Pinus massoniana)-格木(Erythrophleum fordii)人工混交林及其纯林为研究对象,基于林地不同土层(0-20、20-40、40-60 cm)土壤样品的宏基因组测序数据以及土壤理化性质和有机碳组分,解析不同林分不同土层间土壤微生物碳循环(碳固定、碳降解和甲烷代谢)功能基因丰度的差异特征及其主导的土壤环境因子。结果表明:马尾松林土壤微生物碳固定功能基因(rcbL、MUT和PCCA)丰度显著高于其他2个林分,这与其土壤总磷(TP)含量较高且微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)和惰性有机碳(ROC)含量显著较低的影响有关;土壤微生物碳降解功能基因(MAN2C1和bglB)丰度在马尾松林中显著高于混交林(P<0.05),主要受到马尾松林土壤有机碳(SOC)、MBC、可溶性有机碳(DOC)、EOC和ROC含量低的显著影响;马尾松林甲烷代谢功能基因(pmo A-amo A、pmoB-amo B和pmoC-amo C)丰度显著最高,这与土壤SOC、MBC、DOC、EOC和ROC的显著负作用有关。另外,3个人工林土壤微生物碳循环功能基因丰度基本随土壤深度增加而增加,主要与土壤SOC、C/N、MBC、DOC、EOC和ROC含量随土壤深度加深而降低密切相关。总之,马尾松林土壤微生物具有较高碳循环潜力,但3个林分土壤微生物碳循环潜力均随土壤深度增加而增强,土壤有机碳组分是主导3个人工林土壤微生物碳循环功能基因丰度差异的重要因素。 展开更多
关键词 土壤微生物碳循环功能基因 土壤有机碳组分 基因组测序 人工林 南亚热带
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城镇复合型污水处理厂水质监测与微生物分析 被引量:5
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作者 王竟全 王童 +11 位作者 张栋年 孟先斌 吴天明 蔚静雯 王斐 张文 何泽忠 宋梦婕 孔春才 杨志懋 毛娟 朱浩 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第5期31-42,共12页
城镇复合型污水处理厂发挥着处理辖区工业污水与生活污水的作用.其中的生化段是污水处理厂的核心部分,生化处理效果依赖于多样的微生物群落,生物的多样性是高效去除有机物、氮和磷等污染物质的重要保证.在此,对长江流域城镇复合型污水厂... 城镇复合型污水处理厂发挥着处理辖区工业污水与生活污水的作用.其中的生化段是污水处理厂的核心部分,生化处理效果依赖于多样的微生物群落,生物的多样性是高效去除有机物、氮和磷等污染物质的重要保证.在此,对长江流域城镇复合型污水厂L的工艺水质及微生物基因数据进行了系统的分析.首先,对污水厂L进出水与各处理工段水质进行监测,并且对生化段进行了沿程监测,结合运行数据与监测数据,评估了污水处理厂实际运行效果.工业废水进水没有对污水处理厂L造成冲击,各工艺段运行基本稳定,出水水质基本达标.进一步利用宏基因组测序技术,对污水处理厂L氧化沟工艺的活性污泥样本进行了微生物群落结构的研究.结果表明,氧化沟中存在着功能各异的微生物.微生物的多样性和相对丰度在不同区域之间表现出差异,这种差异反映了其适应不同环境条件的能力.通过生态代谢组学分析,探讨了微生物群落的功能特征,群落中不同种微生物在有机物降解、脱氮和除磷等关键生化过程中发挥各自的作用,协同工作以实现废水处理的高效性.通过对污水厂运行监测数据的分析及微生物群落基因的研究,有助于全面地评价并诊断污水厂的运行情况. 展开更多
关键词 城镇复合污水处理厂 水质监测 基因组测序 微生物基因功能 微生物群落结构
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小麦秸秆生物炭稳定土壤中金属镉及微生物群落响应 被引量:3
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作者 王莉 王忠晨 +2 位作者 张广毅 艾佳鑫 徐敏 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期200-205,共6页
将小麦秸秆生物炭(WSB)投加至镉(Cd)污染土壤中,考察了WSB对土壤中Cd存在形态、土壤理化性质和土壤微生物群落及功能基因的影响。实验结果表明:WSB对土壤弱酸可提取态Cd的去除率为34.20%;添加WSB后,土壤pH由7.68上升至9.07,氨氮含量由70... 将小麦秸秆生物炭(WSB)投加至镉(Cd)污染土壤中,考察了WSB对土壤中Cd存在形态、土壤理化性质和土壤微生物群落及功能基因的影响。实验结果表明:WSB对土壤弱酸可提取态Cd的去除率为34.20%;添加WSB后,土壤pH由7.68上升至9.07,氨氮含量由70.12 mg/kg降低至40.76 mg/kg,硝态氮含量由107.21 mg/kg增加至143.85 mg/kg,土壤阳离子交换量(CEC)由14.59 cmol/kg增加至19.93 cmol/kg,土壤有机碳(SOC)含量由7.00%增加至12.23%。土壤微生物群落分析结果表明,添加WSB有利于提高土壤微生物群落的多样性,同时能够促进与土壤碳循环和重金属去除相关的微生物功能基因响应。 展开更多
关键词 镉污染土壤 小麦秸秆生物 稳定化技术 微生物功能基因
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盐碱地农田土壤氮素转化微生物及其影响因素研究进展 被引量:2
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作者 李凤霞 王长军 郭永忠 《宁夏农林科技》 2020年第8期33-36,共4页
氮是植物生长必需的大量元素之一,土壤氮素转化主要过程包括氮素矿化-生物固持作用、生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等,土壤中所有的氮素转化过程均由微生物驱动。土壤微生物是农田植物养料转化、代谢的驱动力。盐碱地农田土壤微... 氮是植物生长必需的大量元素之一,土壤氮素转化主要过程包括氮素矿化-生物固持作用、生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等,土壤中所有的氮素转化过程均由微生物驱动。土壤微生物是农田植物养料转化、代谢的驱动力。盐碱地农田土壤微生物的存在,能够影响农田作物生长发育及改良土壤状况。土壤氮素微生物生理群能将生物残体水解为氨基酸和氨,将氨氧化为硝酸,还原硝酸盐以及固定大气中气态氮素。因此,土壤微生物氮素生理群具有为植物根际环境提供氮素、调节氮素平衡及氮素循环的作用。本文系统介绍了盐碱地土壤优势菌群、氮素微生物生理群、氮素转化微生物功能基因、培肥及秸秆还田对土壤氮素相关微生物的影响研究进展,并针对宁夏盐碱地微生物研究现状提出了研究展望。 展开更多
关键词 氮素转化 氮素微生物生理类群 微生物功能基因 盐碱地 土壤养分
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温度和水分变化对冻土区泥炭地土壤氮循环功能基因丰度的影响 被引量:13
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作者 马秀艳 蒋磊 +5 位作者 宋艳宇 孙丽 宋长春 侯爱新 高晋丽 杜宇 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第17期6707-6717,共11页
以大兴安岭多年冻土区泥炭地为研究对象,通过室内模拟增温实验,研究温度升高对不同深度(0—150 cm)土壤氮循环功能基因丰度的影响。同时针对0—20 cm和20—40 cm土壤设置两个水分处理,分别为土壤原始含水量和淹水状态,研究水分变化对表... 以大兴安岭多年冻土区泥炭地为研究对象,通过室内模拟增温实验,研究温度升高对不同深度(0—150 cm)土壤氮循环功能基因丰度的影响。同时针对0—20 cm和20—40 cm土壤设置两个水分处理,分别为土壤原始含水量和淹水状态,研究水分变化对表层土壤氮循环功能基因丰度的影响。结果表明温度升高显著提高了活动层(0—60 cm)、过渡层(60—80 cm)、永冻层(80—100 cm)中nifH、nirK基因丰度,温度升高显著提高了活动层(0—40 cm)和过渡层(60—80 cm)中nirS基因丰度。温度升高显著提高了过渡层(60—80 cm)NH_(4)^(+)-N和较深永冻层(140—150 cm)NO_(3)^(-)-N的含量,但降低了过渡层(60—80 cm)NO_(3)^(-)-N和较深永冻层(120—150 cm)NH_(4)^(+)-N的含量,相关性分析表明,NH_(4)^(+)-N含量与nifH和nirS基因丰度呈显著正相关,NO_(3)^(-)-N含量与nirK基因丰度呈显著正相关,说明温度升高能够通过改变微生物丰度促进过渡层固氮作用和反硝化作用。在增温条件下,淹水处理使表层土壤nirS和nirK基因丰度及NH_(4)^(+)-N含量降低,但提高了NO_(3)^(-)-N含量,说明淹水造成了过度还原的条件使反硝化底物浓度降低,降低反硝化微生物活性进而抑制了土壤反硝化作用。该结果对于明确未来气候变化影响下冻土区泥炭地土壤氮循环过程具有重要意义。 展开更多
关键词 温度 水分 氮循环 土壤微生物功能基因 泥炭地
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生物所揭示非编码RNA协同调控固氮机制
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《农业科技与信息》 2020年第5期24-24,共1页
中国农业科学院生物技术研究所微生物功能基因组创新团队林敏课题组在水稻根际联合固氮施氏假单胞菌中发现新型非编码RNA参与协同调控固氮酶活性,为进一步揭示生物固氮网络调控机制奠定了重要理论基础。相关研究成果在线发表在《应用环... 中国农业科学院生物技术研究所微生物功能基因组创新团队林敏课题组在水稻根际联合固氮施氏假单胞菌中发现新型非编码RNA参与协同调控固氮酶活性,为进一步揭示生物固氮网络调控机制奠定了重要理论基础。相关研究成果在线发表在《应用环境微生物学(Applied and Environmental Microbiology)》上。 展开更多
关键词 非编码RNA 微生物功能基因 环境微生物 协同调控 中国农业科学院 固氮酶活性 施氏假单胞菌 生物固氮
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地下水位波动带三氮迁移转化过程研究进展 被引量:15
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作者 刘鑫 左锐 +2 位作者 王金生 何柱锟 李桥 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期27-36,共10页
三氮是我国地下水中典型污染物,其在包气带和含水层中的迁移转化过程受到高度关注。近几年,地下水位波动带中的三氮迁移转化已经成为新的研究领域。在综合运用文献计量分析法,定量分析相关研究趋势的基础上,系统总结地下水位波动带形成... 三氮是我国地下水中典型污染物,其在包气带和含水层中的迁移转化过程受到高度关注。近几年,地下水位波动带中的三氮迁移转化已经成为新的研究领域。在综合运用文献计量分析法,定量分析相关研究趋势的基础上,系统总结地下水位波动带形成及特点,梳理波动带中三氮迁移转化过程及生物地球化学过程最新研究表述及成果,并对今后可能的研究热点和方向进行了展望。现有研究表明:水位波动带中环境指标如土壤含水率、氧化还原电位、溶解氧和有机质含量均表现出一定的分带性规律,微生物菌群结构和功能基因更多样化,并呈现一定的分布特征。随着地下水位波动,包气带中的三氮易浸溶进入地下水并发生迁移。地下水位上升,硝化作用减弱,反硝化作用增强;地下水位下降,硝化作用增强,反硝化作用减弱。为完善水位波动带三氮迁移转化过程研究,应进一步关注:(1)将水化学演化分析与分子生物学高通量测序方法相结合,深入探究水位波动带三氮转化与微生物作用机理;(2)除关注硝化、反硝化作用外,增加异化还原、同化还原和厌氧氨氧化等作用过程的研究;(3)细化分析更多情境、更多影响因素的水位波动过程,识别水位波动带三氮转化的关键影响要素。 展开更多
关键词 地下水位波动带 三氮 迁移转化 微生物功能基因
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烟-稻轮作不同施肥土壤N_(2)O排放对水分的响应 被引量:2
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作者 赵伟东 郭宝玲 +3 位作者 郑祥洲 汤水荣 孟磊 张玉树 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1655-1665,共11页
为研究水-旱轮作条件中土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放对不同施肥处理的响应,本文以亚热带地区长期不同施肥定位试验(烟-稻轮作)土壤为研究对象,设置60%持水量(WHC)+不施肥(UCK)、60%WHC+推荐施肥(UNPK)、60%WHC+高氮施肥(UNhPK)、60%WHC+推... 为研究水-旱轮作条件中土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放对不同施肥处理的响应,本文以亚热带地区长期不同施肥定位试验(烟-稻轮作)土壤为研究对象,设置60%持水量(WHC)+不施肥(UCK)、60%WHC+推荐施肥(UNPK)、60%WHC+高氮施肥(UNhPK)、60%WHC+推荐施肥配施秸秆(UNPKS)、淹水+不施肥(FCK)、淹水+推荐施肥(FNPK)、淹水+高氮施肥(FNhPK)、淹水+推荐施肥配施秸秆(FNPKS)共8个处理,开展室内培养试验,测定土壤N_(2)O排放及微生物相关功能基因丰度变化,探讨不同施肥土壤N_(2)O排放与相关功能基因丰度对水分的响应规律。结果表明:与CK处理相比,其他施肥处理均显著降低土壤pH,NPKS显著增加土壤有机质(SOM)和全氮(TN)含量;与NPK处理相比,NhPK和NPKS均显著降低土壤碳氮比(C/N)。60%WHC和淹水条件各施肥处理N_(2)O累积排放量分别为0.56~1.44 mg·kg^(-1)和14.89~20.70 mg·kg^(-1)。与60%WHC条件相比,淹水显著促进各施肥处理N_(2)O排放。60%WHC条件下,与UNPK处理相比,UNPKS处理显著降低N_(2)O排放。两种不同水分条件下,N_(2)O累积排放量与铵态氮(NH+4-N)含量均呈负相关,与硝态氮(NO-3-N)含量均呈正相关。相比于UCK处理,UNPK和UNhPK显著提高AOA基因拷贝数,UNPK显著提高AOB基因拷贝数;UNhPK显著降低nirK、nirS和nosZ基因拷贝数,UNPKS显著降低nirS基因拷贝数。相比于FCK处理,FNPK、FNhPK、FNPKS均显著提高AOA和AOB基因拷贝数,均显著降低nirS的基因拷贝数。淹水各施肥处理AOA、AOB基因拷贝数和(nirK+nirS)/nosZ比值分别为60%WHC各施肥处理的1.80~2.49倍、1.19~2.19倍和1.25~1.42倍,与60%WHC相比,淹水促进硝化菌硝化作用和反硝化作用的强度,导致大量N_(2)O排放;UNPKS处理的(nirK+nirS)/nosZ比值比UNPK低21%,相比于UNPK处理,UNPKS处理降低土壤反硝化作用,减少N_(2)O排放。研究表明,淹水条件增加了土壤N_(2)O排放,但减弱了施肥对N_(2)O排放的影响;低水分条件下化学肥料配施秸秆可以显著减少N_(2)O排放。 展开更多
关键词 N_(2)O排放 培养试验 长期施肥 微生物功能基因 水旱轮作
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Geochip-based analysis of microbial functional genes diversity in rutile bio-desilication reactor
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作者 宋翔宇 邱冠周 +3 位作者 王海东 谢建平 徐靖 王娟 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第8期2922-2928,共7页
Biological desilication process is an effective way to remove silicate from rutile so that high purity rutile could be obtained. However, little is known about the molecular mechanism of this process. In this work, a ... Biological desilication process is an effective way to remove silicate from rutile so that high purity rutile could be obtained. However, little is known about the molecular mechanism of this process. In this work, a newly developed rutile bio-desilication reactor was applied to enrich rutile from rough rutile concentrate obtained from Nanzhao rutile mine and a comprehensive high through-put functional gene array(Geo Chip 4.0) was used to analyze the functional gene diversity, structure and metabolic potential of microbial communities in the biological desilication reactor. The results show that TiO2 grade of the rutile concentrate could increase from 78.21% to above 90% and the recovery rate could reach to 96% or more in 8-12 d. The results also show that almost all the key functional genes involved in the geochemical cycling process, totally 4324 and 4983 functional microorganism genes, are detected in the liquid and ore surface, respectively. There are totally 712 and 831 functional genes involved in nitrogen cycling for liquid and ore surface samples, respectively. The relative abundance of functional genes involved in the phosphorus and sulfur cycling is higher in the ore surface than liquid. These results indicate that nitrogen, phosphorus and sulfur cycling are also present in the desiliconization process of rutile. Acetogenesis genes are detected in the liquid and ore surface, which indicates that the desiliconizing process mainly depends on the function of acetic acid and other organic acids. Four silicon transporting genes are also detected in the sample, which proves that the bacteria have the potential to transfer silicon in the molecule level. It is shown that bio-desilication is an effective and environmental-friendly way for enrichment of rough rutile concentrate and presents an overview of functional diversity and structure of desilication microbial communities, which also provides insights into our understanding of metabolic potential in biological desilication reactor ecosystems. 展开更多
关键词 RUTILE functional gene diversity silicate bacteria BIOLEACHING
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