水稻土中铁氧化物对产甲烷古菌群落结构的影响

产甲烷菌广泛分布在淹水水稻土等各种厌氧环境中,在全球气候变化、碳循环和能源等领域都发挥着重要的作用。研究发现,厌氧条件下,水稻土中铁氧化物的生物还原会抑制产甲烷菌的甲烷合成作用。然而,目前关于铁氧化物对产甲烷菌群落结构的影响报道较少。通过泥浆厌氧培养实验,向采集的水稻土中添加甲酸盐作为甲烷合成的底物(Control,CK处理),并设置添加水铁矿作为体系中唯一电子受体的处理组(Ferrihydrite,Fh处理)。培养结束后,与CK相比,添加水铁矿显著降低了古菌在总微生物群落中的占比,但对古菌群落的物种多样性和均一度没有显著影响;且两组处理中优势种均为操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)2056和OTU 911(76%—80%)。这说明碳源相同时,产甲烷菌的群落结构不受铁氧化物的影响。本研究为探索土壤中微生物铁还原与碳循环耦合的分子机制奠定基础。     

培养条件下旱地和稻田土壤活性有机碳对外源有机底物的响应

土壤微生物生物量碳（MBC）和溶解有机碳（DOC）是土壤有机碳的活性组分,能够较快反映土壤环境变化。以¹⁴C标记葡萄糖和稻草为底物,室内培养法研究了相同含水量（45% WHC）条件下,红壤旱地和稻田土壤活性有机碳对外源有机底物的响应。结果表明,土壤微生物能迅速吸收利用葡萄糖和稻草中的DOC组分,而使土壤MBC含量在短时间（前5 d）内出现最大值。添加葡萄糖和稻草处理,旱地土壤MBC峰值分别高于对照69.4%和55.1%,稻田土壤高于对照10.2%和10.5%。整个培养期（100 d）内,添加葡萄糖和稻草处理旱地土壤MBC的平均含量分别高于对照82.1%和41.5%（P<0.05）;而稻田土壤MBC在培养前期（0～60 d）,分别高于对照8.8%和5.1%（P<0.05）,60 d后与对照差异不显著。葡萄糖和稻草的添加对旱地土壤总DOC含量没有显著影响（0～2 d除外）,但可明显提高稻田土壤总DOC含量（增幅为12.8%～26.0%）。100 d内,2个土壤中¹⁴C标记MBC（¹⁴C-MBC）占总量的比例为4.5%～47.4%,¹⁴C标记DOC（¹⁴C-DOC）为4.0%～12.7%。说明在土壤含水量为45%WHC条件下,有机底物的添加对旱地土壤MBC的影响大于稻田土壤,但对DOC的影响则反之。同位素示踪表明,土壤有机质本身是DOC和MBC的主要来源。