秸秆还田配施氮肥对土壤氨氧化微生物和玉米产量的影响

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作者 任洁昕 陈帅民 +3 位作者 刘剑锋 王立春 吕艳杰 王永军 《寒旱农业科学》 2025年第7期665-675,共11页

氨氧化作为硝化作用的限速步骤,在土壤氮素转化、作物氮素利用过程中发挥重要作用。明确秸秆还田配施氮肥对氨氧化微生物的影响及其与玉米产量的关系,可为秸秆高效还田、减少化肥投入的绿色农业发展提供理论依据。研究设置了秸秆不还田... 氨氧化作为硝化作用的限速步骤,在土壤氮素转化、作物氮素利用过程中发挥重要作用。明确秸秆还田配施氮肥对氨氧化微生物的影响及其与玉米产量的关系,可为秸秆高效还田、减少化肥投入的绿色农业发展提供理论依据。研究设置了秸秆不还田且不施N(S0)、秸秆半量(7.5 t/hm^(2))还田且不施N(S1/2)、秸秆全量(15.0 t/hm^(2))还田且不施N(S1)、无秸秆还田配施N 200 kg/hm^(2)(S0N)、秸秆半量(7.5 t/hm^(2))还田配施N 200 kg/hm^(2)(S1/2N)、秸秆全量(15.0 t/hm^(2))还田配施N 200 kg/hm^(2)(S1N)等6个处理,探究不同秸秆还田量和N施用量对玉米产量、土壤氮素含量以及土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度和群落结构的影响。结果表明,秸秆还田处理玉米籽粒产量较无秸秆还田有所降低,产量降低主要与穗粒数减少有关;秸秆还田配施氮肥可显著提高玉米籽粒产量和土壤氮素含量。同时可看出,秸秆还田可显著提高AOA-amoA基因拷贝数和群落Shannon指数,但会降低AOB群落Shannon指数;施氮则提高了AOB-amoA基因丰度,且增加了以亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)为代表的氨氧化细菌相对丰度;其中AOB-amoA基因拷贝数与玉米产量相关程度最高(r=0.55,P<0.05)。综上认为,AOA和AOB丰度和群落结构对秸秆和氮肥响应方式不同,二者配合显著增加土壤氨氧化微生物,有利于玉米产量提高。 展开更多

关键词 秸秆还田 玉米 氮肥 产量 土壤氨氧化微生物 氨氧化细菌 氨氧化古菌

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饮用水系统中微塑料上氨氧化微生物的定植与多样性

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作者 牛佳 蒋志达 +5 位作者 徐佳燕 许华诚 余健英 刘宪华 徐开钦 陈晓晨 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4628-4637,共10页

采用模拟管网环境的生物膜培养反应器结合物化表征和微生物学分析方法,探讨了供水系统中5种常见微塑料上氨氧化微生物定植过程及其作为潜在硝化生态位的可能性.结果表明,氯化和微生物的定植作用导致微塑料结晶度增加并产生羰基、羟基等... 采用模拟管网环境的生物膜培养反应器结合物化表征和微生物学分析方法,探讨了供水系统中5种常见微塑料上氨氧化微生物定植过程及其作为潜在硝化生态位的可能性.结果表明,氯化和微生物的定植作用导致微塑料结晶度增加并产生羰基、羟基等亲水基团.微塑料上的氨氧化微生物amo A功能基因丰度范围在(1.54±0.02)×10^(4)~(3.07±0.64)×10^(10)copies/g.在大多数情况下,完全氨氧化菌(Comammox)在微塑料上占据优势地位,仅在氯化处理42d的5种微塑料上发现耐氯性较强的氨氧化古菌(AOA)处于优势地位.原始微塑料(未氯化)上氨氧化微生物总丰度与微塑料的结晶度呈正相关,并在结晶度较高的PE和PP微塑料上表现得尤为明显.氯化处理后该相关性不复存在.微塑料上定植氨氧化微生物的多样性分析表明原始微塑料上的AOA种类更接近土壤来源的AOA,而氯化处理后更接近水系AOA. 展开更多

关键词 饮用水 微塑料 氨氧化微生物 AMOA基因 高通量测序 定量PCR

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刈草种林对滨海湿地土壤氨氧化微生物丰度的影响

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作者 叶瑞超 叶桂萍 +5 位作者 杨平 冯蒙蒙 韩风毅 成于恒 贺纪正 林永新 《土壤》 北大核心 2025年第1期124-131,共8页

依托福建省闽江河口鳝鱼滩湿地建立的短叶茳芏本地植物、互花米草入侵和互花米草刈割种植红树林(刈草种林)样地,利用实时定量PCR方法,研究互花米草入侵和刈草种林对土壤氨氧化微生物丰度的影响。结果表明,植被类型和季节变化均显著影响... 依托福建省闽江河口鳝鱼滩湿地建立的短叶茳芏本地植物、互花米草入侵和互花米草刈割种植红树林(刈草种林)样地,利用实时定量PCR方法,研究互花米草入侵和刈草种林对土壤氨氧化微生物丰度的影响。结果表明,植被类型和季节变化均显著影响土壤理化性质,互花米草入侵提高土壤硝态氮含量,刈草种林则降低硝态氮含量。冬季土壤pH、有机碳、全氮和铵态氮含量均显著高于夏季,盐度则显著低于夏季。植被类型显著影响氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度,主要表现为刈草种林显著降低AOA丰度,但显著增加冬季AOB丰度。虽然植被类型对完全氨氧化菌的影响相对较小,但互花米草入侵显著降低冬季完全氨氧化菌clade A丰度。季节变化仅显著影响AOB丰度,主要表现为3种植被类型冬季的AOB丰度均高于夏季。综上,刈草种林生态恢复措施显著降低AOA丰度,提高冬季AOB丰度,且降低土壤硝态氮含量,可能对土壤的硝化过程产生重要影响。 展开更多

关键词 河口湿地 植被类型 季节 氨氧化微生物 完全氨氧化菌

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橘园绿肥种植对土壤氨氧化微生物的影响 被引量：3

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作者 魏振康 王雪 +2 位作者 伍玉鹏 胡荣桂 姜炎彬 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期122-132,共11页

本研究以当阳凤凰山长期定位施肥柑橘试验基地为平台,进行了自然生草(NG)、人工种植光叶苕子(LP)以及光叶苕子混播于自然生草(NL)等三种绿肥处理,通过植物群落调查、土壤理化性质测定,以及qPCR和Illumina Miseq高通量测序的方法,阐明橘... 本研究以当阳凤凰山长期定位施肥柑橘试验基地为平台,进行了自然生草(NG)、人工种植光叶苕子(LP)以及光叶苕子混播于自然生草(NL)等三种绿肥处理,通过植物群落调查、土壤理化性质测定,以及qPCR和Illumina Miseq高通量测序的方法,阐明橘园土壤氨氧化微生物AOA和AOB的功能基因丰度和群落结构对不同绿肥种植处理的响应特征,并探讨植物群落和土壤理化因子对它们的影响。研究结果表明:相比于NG,人工种植绿肥(LP和NL)对AOA和AOB数量的影响不一,LP降低了AOA和AOB的amoA基因拷贝数,NL降低了AOA-amoA但增加了AOB-amoA基因拷贝数;LP和NL中AOA的Ace指数和Chao指数显著高于NG,LP中AOB的Shannon指数显著高于NG,三个处理的β多样性差异显著;三种绿肥种植处理下AOA共获得119个OTU,优势门和属分别是泉古菌门和norank—Crenarchaeota,其中norank—Crenarchaeota在NG中的相对丰度显著高于LP和NL;AOB共获得142个OTU,优势门和属分别是变形菌门和亚硝化螺菌属,其中亚硝化螺菌属的相对丰度在不同处理中有显著差异,其LP中最高,为45.87%;Mantel检验和冗余-层次分割分析结果表明,氨氧化微生物的丰度、多样性和组成受到绿肥种植后的植物因子(如群落高度、盖度、多样性、地上生物量和地下生物量、根系碳氮含量等)和土壤因子(如pH、土壤含水量、总碳、总氮、铵态氮、硝态氮和速效磷含量等)的共同影响。该研究说明在橘园种植绿肥可改变地上植物群落特征和土壤理化性质,从而使土壤中氨氧化微生物的数量和群落结构发生变化,其中光叶苕子混播于自然生草的生草模式可明显增加土壤氨氧化微生物量,促进土壤的硝化作用和改善果园生态环境,因此,实际应用中可优先考虑此模式。 展开更多

关键词 氨氧化微生物 绿肥 功能基因 群落组成 丰度

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稻鳝种养模式对土壤氨氧化微生物群落多样性和结构的影响 被引量：2

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作者 褚向乾 吕卫光 +7 位作者 樊海丹 白娜玲 郑宪清 李双喜 张娟琴 张海韵 张月 张翰林 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1350-1359,共10页

为深入了解稻鳝种养模式对土壤氮循环关键微生物的影响,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序系统,分析了稻鳝种养模式下氨氧化微生物[氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和完全氨氧化微生物(Comammox)]的群落结构和多样性,以明确该模式... 为深入了解稻鳝种养模式对土壤氮循环关键微生物的影响,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序系统,分析了稻鳝种养模式下氨氧化微生物[氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和完全氨氧化微生物(Comammox)]的群落结构和多样性,以明确该模式对土壤氨氧化微生物群落的影响机制。试验设置两个处理(常规稻田处理和稻鳝种养处理),分别在处理小区的中心区域和沟渠边缘区域取样,即:常规稻田中心区域(CCS)、常规稻田沟渠边缘区域(CMS)、稻鳝种养处理中心区域(ICS)和稻鳝种养处理沟渠边缘区域(IMS)。结果表明:与常规稻田处理相比,稻鳝种养模式显著降低了土壤pH,减少了稻田中心区域和边缘区域间有机质和总氮的含量差异,增加了土壤硝化势;相较于常规稻田处理,稻鳝种养模式显著提高了AOA、Comammox Clade-A和Comammox Clade-B的丰富度,显著降低了AOB的丰富度;同时,IMS显著提高了AOA的群落多样性,但降低了AOB的群落多样性;土壤pH、有机质和速效氮是影响氨氧化微生物的关键环境因子(P<0.05);AOA和Comammox促进了土壤硝化速率,而AOB反之;稻鳝种养模式改变了氨氧化微生物群落的结构,并增强了氨氧化微生物之间的信息交流,使其内部连接更加紧密。研究表明,稻鳝种养模式通过改变土壤环境因子,特别是土壤pH、有机质和速效氮,显著影响了土壤氨氧化微生物群落的组成、结构和多样性,增强了氨氧化微生物之间的相互作用,对土壤氮循环关键微生物产生了重要影响。 展开更多

关键词 稻鳝种养 氨氧化微生物 高通量测序 土壤理化性质 微生物群落

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互花米草入侵对闽江口湿地土壤氨氧化微生物群落的影响 被引量：4

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作者 陈冰冰 孙志高 +3 位作者 武慧慧 王晓颖 毛立 厉彦哲 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2309-2319,共11页

为了探究互花米草入侵影响下闽江河口湿地土壤中氨氧化微生物的群落结构及多样性特征,利用高通量测序技术对闽江河口互花米草不同海向入侵阶段湿地(BF:入侵前的光滩;SA M:入侵1~2年的互花米草湿地;SAM:入侵6~7年的互花米草湿地)土壤中... 为了探究互花米草入侵影响下闽江河口湿地土壤中氨氧化微生物的群落结构及多样性特征,利用高通量测序技术对闽江河口互花米草不同海向入侵阶段湿地(BF:入侵前的光滩;SA M:入侵1~2年的互花米草湿地;SAM:入侵6~7年的互花米草湿地)土壤中的氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落结构及多样性进行了分析.结果表明:互花米草入侵影响下湿地土壤中AOA的OTUs、Chao1指数和Shannon指数均显著高于AOB.互花米草海向入侵降低了土壤中AOA的群落丰富度(OTUs和Chao1指数)和AOB的群落多样性(Shannon指数),但增加了AOA的群落多样性和AOB的群落丰富度.不同入侵年限土壤中的奇古菌门(Thaumarchaeota)均是AOA的绝对优势菌门,但AOB在BF和SA M土壤中均以泉古菌门(Crenarchaeota)占优(>90%),而在SAM中以变形菌门(Proteobacteria)占优;不同入侵年限土壤中的Nitrosopumilus均是AOA的优势菌属(>98%),而未分类菌属均是AOB的优势菌属(>90%).互花米草入侵增加了样本间微生物的空间异质性(尤其是AOB),这主要与互花米草较强的拦沙促淤能力增加了环境因子的空间异质性有关.互花米草海向入侵影响下AOA对湿地土壤氨氧化过程起着主导作用.互花米草海向入侵主要通过显著改变土壤pH、EC等理化因子以及氮养分条件而间接影响氨氧化微生物的群落结构及多样性. 展开更多

关键词 氨氧化微生物 高通量测序 群落结构 互花米草 闽江口

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秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤氨氧化微生物与氮循环相关酶活性的影响 被引量：2

7

作者 潘丽霞 姜振辉 +4 位作者 张雯怡 周家树 刘娟 蔡延江 李永夫 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-11,共11页

【目的】探讨不同外源碳(玉米Zea mays秸秆及其生物质炭)输入对亚热带毛竹Phyllostachys edulis林土壤氨氧化微生物和氮循环相关酶活性的影响,以揭示其对土壤硝化作用的生物学机制。【方法】以亚热带毛竹林为研究对象,设置3个处理:对照... 【目的】探讨不同外源碳(玉米Zea mays秸秆及其生物质炭)输入对亚热带毛竹Phyllostachys edulis林土壤氨氧化微生物和氮循环相关酶活性的影响,以揭示其对土壤硝化作用的生物学机制。【方法】以亚热带毛竹林为研究对象,设置3个处理:对照(不施用)、施用玉米秸秆(5 t·hm^(-2))和施用玉米秸秆生物质炭(5 t·hm^(-2)),进行为期1 a的野外试验。于试验的第3个月和第12个月采集土壤样品,利用荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)及高通量测序技术分析不同处理下毛竹林土壤氨氧化微生物群落结构特征、酶活性与总硝化速率的变化规律。【结果】与对照相比,秸秆及其生物质炭处理显著改变了土壤氨氧化细菌(AOB)丰度和群落结构(P<0.05),而对氨氧化古菌(AOA)丰度和群落结构无显著影响;秸秆处理显著提高土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属Nitrosospira的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性以及总硝化速率,而生物质炭处理则使其显著降低(P<0.05)。相关性分析表明:氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性与铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、水溶性有机氮(WSON)和土壤总硝化速率呈正相关(P<0.05)。冗余分析表明:土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、微生物生物量氮(MBN)和水溶性有机氮质量分数对氨氧化细菌群落结构存在显著影响(P<0.05)。【结论】秸秆生物质炭输入通过降低土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和水溶性有机氮质量分数,从而降低土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌相对丰度,削弱氮循环相关酶活性,进而抑制土壤硝化作用。与秸秆直接输入相比,秸秆生物质炭有利于减少毛竹林土壤氧化亚氮气体排放以及土壤氮素损失。 展开更多

关键词 生物质炭 毛竹林土壤 氨氧化微生物 土壤酶活性 硝化作用

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氨氧化微生物对硝化潜势和N_(2)O生成的贡献 被引量：1

8

作者 王大玲 杨雨虹 +2 位作者 贺惠 米铁柱 甄毓 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期6828-6837,共10页

采用逆转录实时荧光定量PCR技术,分析了春季东海表层沉积物中氨氧化微生物amoA基因表达水平的空间分布特征;并通过培养实验,探究了沉积物中活性氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)及氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA... 采用逆转录实时荧光定量PCR技术,分析了春季东海表层沉积物中氨氧化微生物amoA基因表达水平的空间分布特征;并通过培养实验,探究了沉积物中活性氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)及氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)对硝化潜势和N_(2)O生成的相对贡献.结果显示,表层沉积物中AOA amoA基因表达水平(4.49×10~2~2.17×10~6copies/g)显著高于AOB(6.60×10~1~7.65×10~5copies/g),二者的amoA基因表达水平均表现出近岸低(AOA:8.92×10~5copies/g;AOB:2.06×10~3copies/g)、远岸高(AOA:1.05×10~6copies/g;AOB:4.06×10~4copies/g)的空间分布特征;近岸沉积物的硝化潜势高于远岸;从近岸到远岸,硝化过程由AOA主导逐渐转变为AOB主导.在N_(2)O生成过程中,NH_(4)^(+)的添加能显著促进N_(2)O的生成;相对于AOA,AOB在N_(2)O生成过程中发挥着更加重要的作用. 展开更多

关键词 东海 沉积物 氨氧化微生物 潜在硝化速率 N_(2)O

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新疆棉田灰漠土氨氧化微生物群落对灌溉水盐度和施氮量的响应 被引量：4

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作者 郭晓雯 杨茂琪 +2 位作者 叶扬 郭慧娟 闵伟 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期231-244,共14页

采用灌溉水盐度和施氮量两因素试验,其中灌溉水盐度设置2个水平:0.35 dS·m^(-1)(淡水,FW)和8.04 dS·m^(-1)(咸水,SW),施氮量设2个水平:0(不施氮,N0)和360 kg·hm^(-2)(施氮,N360),以咸水滴灌的棉田土壤为材料,测定了土壤... 采用灌溉水盐度和施氮量两因素试验,其中灌溉水盐度设置2个水平:0.35 dS·m^(-1)(淡水,FW)和8.04 dS·m^(-1)(咸水,SW),施氮量设2个水平:0(不施氮,N0)和360 kg·hm^(-2)(施氮,N360),以咸水滴灌的棉田土壤为材料,测定了土壤理化性质和生物学指标,结果显示:(1)咸水滴灌显著增加土壤EC 1∶5和NH_(4)^(+)-N含量,分别增加了457.74%和73.02%,但显著降低土壤NO_(3)^(-)-N含量,降低了35.88%;施氮显著增加土壤EC 1∶5、NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量,分别增加了32.09%、668.33%和39.88%。(2)咸水滴灌显著降低了土壤潜在硝化势,较淡水处理降低了28.97%;施氮显著增加了土壤潜在硝化势,较不施氮处理增加了317.27%。(3)咸水滴灌显著降低氨氧化细菌(AOB)和全程氨氧化细菌A分支(amoA-clade-A)和B分支(amoA-clade-B)的基因拷贝数,分别降低了81.27%、73.49%和62.51%,但显著增加氨氧化古菌(AOA)的基因拷贝数,增加了487.94%;氮肥施用均显著增加了氨氧化微生物的基因拷贝数,分别增加了511.20%(AOA)、958.13%(AOB)、72.66%(amoA-clade-A)和31.18%(amoA-clade-B)。(4)氨氧化微生物优势菌属为假单胞菌属、嗜甲基菌属、亚硝化螺菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属、硝化螺菌属、寡养单胞菌属、食甲基菌属、螯台球菌属、囊胞杆菌属、亚硝基单胞菌属、红假单胞菌属、芽孢杆菌属和拉姆利式杆菌。(5)咸水滴灌降低了AOA的多样性和丰富度及amoA-clade-A的多样性,但增加了AOB和amoA-clade-B的多样性和丰富度及amoA-clade-A的丰富度;氮肥施用显著降低了AOA和AOB的丰富度及amoA-clade-A的丰富度和多样性,但增加了amoA-clade-B的丰富度和多样性。综上,盐分是影响氨氧化微生物群落结构的主要驱动因子,氨氧化古菌是土壤氨氧化作用的优势物种,而氨氧化细菌和全程氨氧化细菌A分支是咸水滴灌棉田氨氧化作用的主导微生物种群。 展开更多

关键词 咸水滴灌 施氮量 棉田 氨氧化微生物群落 RDA分析

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典型旱作农田土壤氧化亚氮排放的氨氧化微生物相对贡献 被引量：1

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作者 杨钰 赵永鉴 +2 位作者 宋晓桐 张丽梅 巨晓棠 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1398-1409,共12页

氨氧化过程对氧化亚氮(N2O)排放具有重要贡献。在不同土壤类型和农田管理下,氨氧化微生物类群对N2O排放的相对贡献组成规律还缺乏系统的研究。选取典型农田耕层土壤(潮土、黑土、砖红壤和红壤),以及有机肥改良的砖红壤剖面土壤,采用选... 氨氧化过程对氧化亚氮(N2O)排放具有重要贡献。在不同土壤类型和农田管理下,氨氧化微生物类群对N2O排放的相对贡献组成规律还缺乏系统的研究。选取典型农田耕层土壤(潮土、黑土、砖红壤和红壤),以及有机肥改良的砖红壤剖面土壤,采用选择性抑制法(乙炔和辛炔)研究氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌和全程硝化菌(AOA+comammox)以及异养硝化菌对土壤硝化潜势、净硝化速率及N2O排放的相对贡献。结果表明,在耕层的潮土、黑土、砖红壤和红壤中,硝化潜势随土壤由酸性至碱性显著提高(P<0.05),分别为N 32.5、6.6、4.8和2.3 mg·kg^(-1)·d^(-1),AOB主导四种土壤的硝化潜势(58%~100%)。对耕层的潮土、黑土和砖红壤进一步分析,表明净硝化速率和N2O排放均随pH的增加显著提高(P<0.05),与硝化潜势的规律一致。在潮土和砖红壤中,AOB和AOA+comammox对净硝化速率贡献相当(均在30%~40%),而黑土的净硝化速率由AOB主导(72%)。在潮土、黑土和砖红壤中,N2O排放均由AOB主导(58%~92%)。在有机肥改良的砖红壤剖面土壤中,随土壤由深层至表层,pH、硝化潜势、净硝化速率及N2O排放显著提高(P<0.05)。AOA+comammox主导表层硝化潜势及净硝化速率的提高(分别贡献63%和54%),AOB主导N2O排放的增加(贡献54%)。研究结果为制定与土壤氨氧化特性及土壤性质相匹配的N2O减排措施提供了新的科学依据。 展开更多

关键词 自养氨氧化 异养硝化 氧化亚氮 氨氧化微生物 有机肥改良

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氮添加对亚热带毛竹林土壤硝化潜势和氨氧化微生物的影响季节差异

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作者 元晓春 曾泉鑫 +5 位作者 周茜 任梦潇 李文周 陈亚婷 林开淼 陈岳民 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第23期10734-10744,共11页

氨氧化是硝化作用的限速步骤,也是评估氮沉降如何影响土壤氮循环过程的重要指标。氮添加5年后,在湿季(6月)和干季(12月)采集亚热带毛竹林土壤样本,结合室内磷添加实验,探究了不同季节氮添加对土壤硝化潜势和氨氧化微生物的影响及其机理... 氨氧化是硝化作用的限速步骤,也是评估氮沉降如何影响土壤氮循环过程的重要指标。氮添加5年后,在湿季(6月)和干季(12月)采集亚热带毛竹林土壤样本,结合室内磷添加实验,探究了不同季节氮添加对土壤硝化潜势和氨氧化微生物的影响及其机理。研究结果表明,在两个季节中,氮添加显著提高土壤铵态氮含量,降低土壤磷有效性;氮添加仅显著降低干季土壤pH。相比于湿季,氮添加对干季土壤硝化作用和氨氧化微生物的影响更大。高氮添加显著增加干季土壤硝化潜势、氨氧化古菌(AOA)基因丰度和多样性,改变AOA的群落结构;而氮添加仅显著改变湿季土壤氨氧化细菌(AOB)的群落结构。在两个季节中,与仅添加磷的土壤相比,氮和磷共同添加下土壤的AOA、AOB基因丰度和硝化潜势显著更高。上述结果表明,磷添加改变了氮添加对氨氧化微生物活性和硝化潜势的影响。此外,回归分析显示,在没有添加磷时,土壤硝化潜势与AOA基因丰度呈显著正相关关系;在添加磷后,土壤AOA和AOB基因丰度均与土壤硝化潜势存在显著的正相关关系。这说明氮添加下土壤磷有效性的降低在一定程度上抑制了AOB活性及其对硝化潜势的贡献。总之,该研究结果为更好理解气候变化下亚热带贫磷土壤硝化作用和氮循环过程提供了理论基础。 展开更多

关键词 毛竹 氨氧化微生物 硝化作用 氮添加 季节 磷有效性

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生物炭和氮肥配施对咖啡种植土壤性质和氨氧化微生物的影响

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作者 薛笑然 秦世雯 +2 位作者 赵颢 李正涛 何飞飞 《中国土壤与肥料》 CSCD 北大核心 2024年第12期59-67,共9页

为了探讨土壤酸化、氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)对生物炭和氮肥配施的响应,以连续10余年种植咖啡的土壤为研究对象,设置不同生物炭用量和氮肥配施的土壤培养试验。结果表明:生物炭配施氮肥缓解土壤pH下降,土壤交换性Al^(3+)含量降... 为了探讨土壤酸化、氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)对生物炭和氮肥配施的响应,以连续10余年种植咖啡的土壤为研究对象,设置不同生物炭用量和氮肥配施的土壤培养试验。结果表明:生物炭配施氮肥缓解土壤pH下降,土壤交换性Al^(3+)含量降低,总有机碳含量显著增加;AOB相对丰度高于57%,是主要氨氧化微生物类群;生物炭配施氮肥后AOB和AOA的总数、多样性和丰富度均显著提高,以占烘干土重10%生物炭和氮肥配施效果最好。生物炭可以降低土壤酸度、丰富土壤氨氧化微生物多样性和群落结构,在实际生产中可优先考虑生物炭和氮肥配施模式。 展开更多

关键词 生物炭 土壤酸度 氨氧化微生物

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长期施肥对酸性土壤氨氧化微生物群落的影响 被引量：13

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作者 王欣丽 朱飞 +3 位作者 姚静 姜永见 王芸 任丽英 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期375-382,共8页

【目的】长期施肥显著影响着酸性土壤的p H,研究由此引起的土壤中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的变化,为土壤培肥提供理论依据。【方法】供试土壤为27年长期定位施肥试验的... 【目的】长期施肥显著影响着酸性土壤的p H,研究由此引起的土壤中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的变化,为土壤培肥提供理论依据。【方法】供试土壤为27年长期定位施肥试验的红壤,供试作物为玉米。选择不施肥对照(CK)、氮肥120 kg/(hm^2·a)(N)、氮磷钾肥(NPK)和猪粪2000 kg/(hm^2·a)(OM)4个处理采集土壤样品,测定了土壤基本理化性状;利用q PCR、PCR-DGGE方法,分析土壤AOA和AOB群落丰度与组成。【结果】1)长期定位施肥导致土壤p H值发生显著变化,N处理的土壤p H值最低,仅为4.03,其次是NPK和CK处理的土壤,OM处理土壤p H值最高,接近中性达6.40。2)与CK相比,长期施肥提高了土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量。3)OM处理显著提高了土壤NH_3浓度,而其它处理对NH_3浓度无显著影响。4)施肥显著增加了土壤AOA的丰度,OM处理提升幅度最大;AOA丰度与土壤有机质碳、全氮呈极显著正相关(P<0.01),与铵态氮、土壤NH_3浓度呈显著正相关(P<0.05),与土壤p H、硝态氮关系不显著(P>0.05);施肥改变了AOA的群落结构,CK、N、NPK处理的群落结构差异不显著,OM处理与另外三个处理差别较大。主要AOA类群是Group 1.1b,少数属于Group 1.1aassociated。RDA分析表明,土壤p H值、有机质、总氮、铵态氮、土壤中NH_3浓度是导致AOA群落变化的主要环境因子。5)仅OM处理对AOB丰度和群落产生了显著影响,主要类群是Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。AOB丰度与土壤NH_3浓度呈极显著正相关(P<0.01),与有机质碳、全氮呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤p H、铵态氮、硝态氮关系均不显著(P>0.05)。【结论】长期施用不同肥料对酸性土壤的理化性质影响差异大,AOA和AOB的丰度和群落结构也发生了明显变化,尤其是施加有机肥之后。来自不同处理的大部分AOA属于Group 1.1b类群,少数属于Group 1.1a-associated类群。仅在OM处理中检测到AOB类群,大部分属于Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。 展开更多

关键词 长期施肥 酸性土壤 氨氧化微生物 DGGE 群落结构

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低温域湿地植物根际硝化强度及氨氧化微生物研究 被引量：10

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作者 黄娟 杨思思 +1 位作者 李润青 傅大放 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2014年第8期857-864,共8页

以低温域（0-15℃）下黄菖蒲（Iris pseudacorus）、菖蒲（Acorus calamus）和香蒲（Typha orientalis）3种湿地植物为研究对象,分别取其根际土壤测定硝化强度,并采用FISH（荧光原位杂交）技术,考察植物根际AOB（氨氧化细菌）、AOA（氨... 以低温域（0-15℃）下黄菖蒲（Iris pseudacorus）、菖蒲（Acorus calamus）和香蒲（Typha orientalis）3种湿地植物为研究对象,分别取其根际土壤测定硝化强度,并采用FISH（荧光原位杂交）技术,考察植物根际AOB（氨氧化细菌）、AOA（氨氧化古菌）的数量变化规律.结果表明：低温条件下,香蒲根际土壤的硝化强度最高,平均值为1.40 mg（kg·h）,黄菖蒲和菖蒲的平均值均为0.96 mg（kg·h）.湿地植物根际土壤中的细菌数量（数量级为1010）远高于古菌（数量级为108）,其中AOB为优势菌种,3种湿地植物的AOA数量分别约占总古菌数量的46.0%、47.9%和49.7%.3种湿地植物根际AOB的数量（以湿土计,下同）排序为香蒲（2.57×109g-1）〉黄菖蒲（1.23×109g-1）≈菖蒲（1.14×109g-1）,AOA的数量（以湿土计）排序为黄菖蒲（2.78×108g-1）〉香蒲（2.57×108g-1）〉菖蒲（1.15×108g-1）.微生物分布特性和硝化作用效果均表明,不同植物根际氨氧化过程的主要作用微生物具有一定差异,AOA和AOB对于湿地土壤氮转化均具有不可忽视的作用,并与植物本体、土壤硝化过程微环境之间有一定的耦合关系. 展开更多

关键词 低温 湿地植物根际 硝化强度 氨氧化微生物

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土地利用方式对万木林土壤氨氧化微生物丰度的影响 被引量：13

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作者 黄蓉 张金波 +2 位作者 钟文辉 贾仲君 蔡祖聪 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期581-587,共7页

以我国亚热带地区典型花岗岩发育酸性红壤为研究对象,选取福建建瓯万木林自然保护区封禁保护下5种自然植被和1种人工种植植被土壤,采用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术测定了土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的群落丰度,采用15... 以我国亚热带地区典型花岗岩发育酸性红壤为研究对象,选取福建建瓯万木林自然保护区封禁保护下5种自然植被和1种人工种植植被土壤,采用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术测定了土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的群落丰度,采用15N稳定同位素成对标记和数值模型相结合的方法测定了土壤初级硝化速率。结果显示,长期封禁保护下的自然植被土壤pH低,土壤AOB数量偏低。人为种植和管理显著提高了土壤pH,促进了AOB的生长,其丰度比自然条件下提高了2个数量级,土壤初级硝化速率也显著提高,并与AOB数量存在显著的相关性,表明AOB是硝化作用的主要贡献者。5种自然植被条件下AOA的amoA基因拷贝数占泉古菌16S rRNA基因的比例都小于1%(0.01%～0.64%),在农业利用方式下上升到5.32%,表明并非所有泉古菌都具备氨氧化功能基因amoA,氮肥施用可能促进了氨氧化古菌的生长。 展开更多

关键词 酸性红壤 氨氧化微生物丰度 荧光实时定量PCR 15N稳定同位素标记

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长期偏施氮肥对桑园土壤氨氧化微生物的影响 被引量：6

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作者 于翠 李欣 +6 位作者 朱志贤 董朝霞 莫荣利 李勇 邓文 熊超 胡兴明 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期35-44,共10页

氮肥能够影响土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和种群结构。利用实时荧光定量PCR(RT-PCR)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究不同氮肥施用年限(4年,4Y;17年,17Y;32年,32Y;0年,0Y)桑园土壤氨氧化微生物丰度及种群结构变化... 氮肥能够影响土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和种群结构。利用实时荧光定量PCR(RT-PCR)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究不同氮肥施用年限(4年,4Y;17年,17Y;32年,32Y;0年,0Y)桑园土壤氨氧化微生物丰度及种群结构变化。结果发现,长期施用氮肥导致桑园土壤酸化,与4Y土壤相比,32Y土壤pH降低0.88。4Y处理土壤AOB amoA基因的拷贝数最高,而在32Y土壤中AOA amoA基因拷贝数最高。各处理AOB amoA基因拷贝数为每克干土6.46×10^(5)~8.32×10^(7),明显高于AOA amoA基因拷贝数每克干土1.70×10^(4)~1.20×10^(5)。AOB种群丰度与潜在硝化速率(PNR)呈显著正相关,而AOA种群丰度与土壤pH和PNR的相关性不显著,表明AOB在硝化作用中发挥更为重要的作用。DGGE条带分析表明,氮肥施用年限对AOB种群结构影响较大,而对AOA种群结构影响较小。结果表明,桑园中AOB种群在氮循环中占主导地位,并且长期施用氮肥对桑园土壤AOB丰度和种群结构影响较大,而对AOA影响最小。 展开更多

关键词 氮肥 氨氧化微生物 种群结构和丰度 桑树

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不同生育期苹果园土壤氨氧化微生物丰度研究 被引量：6

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作者 李景云 秦嗣军 +2 位作者 葛鹏 吕德国 刘灵芝 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1149-1156,共8页

【目的】大量施氮引起的土壤酸化问题已严重制约苹果的安全生产。氨氧化微生物驱动的土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,探析苹果园土壤中氨氧化微生物氨单加氧酶基因(amo A)丰度与土壤硝化强度(Potential Nitrification,PN)和土壤... 【目的】大量施氮引起的土壤酸化问题已严重制约苹果的安全生产。氨氧化微生物驱动的土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,探析苹果园土壤中氨氧化微生物氨单加氧酶基因(amo A)丰度与土壤硝化强度(Potential Nitrification,PN)和土壤理化性质的相关性,有助于评价土壤氨氧化微生物类群在苹果园土壤生态系统中的作用。【方法】本研究以辽宁省丹东东港地区‘寒富’苹果园土壤为研究对象,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术,检测苹果树不同生育时期,4月28日(萌芽期)、7月24日(新梢停长期)、10月23日(落叶期)的两个苹果园(分别编号为D1和D2)的土壤理化性质、土壤硝化强度、氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的amo A基因丰度,并分析了氨氧化微生物丰度与土壤理化性质和土壤硝化强度之间的关系。【结果】不同生育时期‘寒富’苹果园土壤理化因子差异较大。所有供试土壤的硝态氮(NO-3-N)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量在4月份最高,铵态氮(NH+4-N)含量在7月最高,NO-3-N、NH+4-N、AP和AK含量在10月多为最低。且所有供试土壤p H值均在4.25 6.09之间。同一生育时期内,D2土壤p H均显著高于D1土壤,但其NO-3-N和NH+4-N含量则不同程度地低于D1土壤。不同采样时期的果园土壤硝化强度随季节变化表现出先降后增的趋势,除7月D2土壤硝化强度显著高于D1土壤外,4月与10月D2土壤硝化强度均显著低于D1土壤。尽管不同采样时期的土壤AOA与AOB丰度随生育期而各异,所有供试土壤中AOA丰度均显著高于AOB丰度。同一时期内,D2土壤AOA和AOB丰度均显著高于D1土壤。尽管土壤p H、NO-3-N与AOA、AOB均表现出显著相关性,土壤PN仅与AOA丰度明显正相关。【结论】长期施肥导致苹果园土壤p H值降低,p H值的改变是影响AOA与AOB丰度的重要因子,果园土壤的硝化过程主要由AOA来完成,土壤硝化强度与季节变化引起的温度和土壤环境因子等的改变密切相关。苹果园无机氮肥混合有机肥的施入,同时结合自然生草、人工刈割等管理制度,在一定程度上可改变土壤氮素的含量与种类,减缓土壤酸化。 展开更多

关键词 氨氧化微生物 丰度 果园酸性土壤 环境因子 荧光定量PCR

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淡水养殖环境中氨氧化微生物的研究进展 被引量：4

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作者 黄晓丽 陈中祥 +1 位作者 汤施展 吴松 《水产学杂志》 CAS 2017年第1期52-56,共5页

随着水产养殖业的快速发展,养殖水体氮素污染日益突出,硝化微生物在水产养殖环境氮循环中具有重要作用。本文主要综述我国淡水养殖环境中硝化微生物的多样性、作用机理、厌氧氨氧化过程和机理等研究进展,并展望今后的研究工作:(1)淡水... 随着水产养殖业的快速发展,养殖水体氮素污染日益突出,硝化微生物在水产养殖环境氮循环中具有重要作用。本文主要综述我国淡水养殖环境中硝化微生物的多样性、作用机理、厌氧氨氧化过程和机理等研究进展,并展望今后的研究工作:(1)淡水养殖水域硝化作用和氨氧化微生物的时空分布特征及影响因子;(2)淡水养殖环境氨氧化微生物及其他氮素转化关键微生物的过程与机理;(3)深入研究特定生态系统中如池塘生态系统、氮循环的各个过程,构建相关氮素转化和氮素平衡模型,为完善淡水池塘生态系统氮循环理论、水产养殖环境的氮素污染治理和生态修复提供参考。 展开更多

关键词 淡水养殖环境 氮循环 氨氧化微生物 厌氧氨氧化 养殖池塘

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单步硝化作用与全程氨氧化微生物研究进展 被引量：5

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作者 石秀丽 郭萌萌 +4 位作者 张莹 秦华 万琪慧 谢德体 蒋先军 《草业学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期196-203,共8页

单步硝化作用,即由一种微生物(全程氨氧化微生物)单独完成将NH3氧化为NO3-的整个硝化过程,于2015年底被发现。该发现终结了传承百年的两步硝化作用的经典理论,并引发了众多关于全球氮素循环的重要科学问题。就单步硝化作用及全程氨氧化... 单步硝化作用,即由一种微生物(全程氨氧化微生物)单独完成将NH3氧化为NO3-的整个硝化过程,于2015年底被发现。该发现终结了传承百年的两步硝化作用的经典理论,并引发了众多关于全球氮素循环的重要科学问题。就单步硝化作用及全程氨氧化微生物发现后两年来的研究进展进行概述。目前已确定的全程氨氧化微生物均属于硝化螺菌门谱系Ⅱ(Nitrospiraspp.LinageⅡ),包括两个分支A和B(Clade A和Clade B);广泛分布于农业土壤、森林土壤、稻田水域、淡水等自然环境中。全程氨氧化细菌(Nitrospira inopinata)比大多数可培养的氨氧化细菌(AOB)以及氨氧化古菌(AOA)物种对氨具有更高的亲和力,能够更好地适应极低氨浓度环境。此外,全程氨氧化微生物具有不同的碳氮代谢途径,可能具有和其他氨氧化微生物不同的生态位点。单步硝化作用的相对贡献与全程氨氧化微生物的生态位分化是今后的重要研究方向。 展开更多

关键词 NITROSPIRA 亚硝酸氧化细菌 氨氧化微生物 氮循环

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不同利用方式对内蒙古羊草草原氨氧化微生物丰度的影响 被引量：6

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作者 朱蕊 陈清 +1 位作者 马成仓 王中良 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期437-442,共6页

草地利用方式变化会显著改变草地的氮素循环,进而影响草原生态系统功能。土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,由氨氧化微生物驱动的氨氧化过程是硝化作用的限速步骤,在土壤氮素可利用性等方面起着关键作用。目前,土壤氨氧化微生物对... 草地利用方式变化会显著改变草地的氮素循环,进而影响草原生态系统功能。土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,由氨氧化微生物驱动的氨氧化过程是硝化作用的限速步骤,在土壤氮素可利用性等方面起着关键作用。目前,土壤氨氧化微生物对于羊草(Leymus chinensis)草原利用方式变化响应的研究仍然欠缺。本研究应用定量PCR的方法,对内蒙古羊草草原不同利用方式(放牧和围封)下氨氧化微生物丰度及其与硝化潜势的关系进行研究。结果表明:放牧和围封样地的氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)丰度均明显高于氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)丰度,土壤AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度范围分别为每克干土(1.82～3.40)×108个拷贝数和(1.05～1.17)×106个拷贝数;长期围封后,AOA丰度显著下降,下降了46.5%,AOB丰度则无显著变化;长期围封后,羊草草原的硝化潜势显著降低,硝化潜势与AOA丰度呈显著正相关关系,与AOB丰度没有显著性相关。与AOB相比,AOA丰度对于草地利用方式的改变更敏感,可能是影响土壤硝化潜势的优势种群。该研究为理解内蒙古羊草草原硝化过程的微生物机制提供科学依据。 展开更多

关键词 羊草草原 放牧 围封 氨氧化微生物 丰度 硝化潜势

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