施肥和淹水管理对水稻土氨氧化微生物数量的影响

论文摘要

全程氨氧化细菌（Completeammoniaoxidizers,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-oxidizingarchaea,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Comammox Clade 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。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 曹彦强,王智慧,莫永亮,王梅,蒋先军

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

来源: 土壤学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 农业科技,基础科学

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学,农作物

单位: 西南大学资源环境学院,土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)

基金: 国家自然科学基金项目（41671232）,国家重点研发计划项目（2016YFD0300901）资助~~

分类号: S154.3;S511

页码: 1004-1011

总页数: 8

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