施肥对设施菜地nirK型反硝化细菌群落结构和丰度的影响

采用末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)和实时荧光定量PCR(real-time PCR)方法,研究了甘肃武威设施菜地不同施肥条件下0~20 cm、20~40 cm土层中土壤nirK型反硝化细菌群落结构和丰度的变化.结果表明:施肥对土壤中nirK型反硝化细菌的群落结构具有明显影响,且对70、156、190 bp片段所代表设施菜地土壤优势种群影响最显著.施肥对0~20cm土层nirK型反硝化细菌丰度有明显影响,其最大值出现在全有机肥(M)处理、为每克干土2.16×107个拷贝数,分别是对照(CK)和全化肥(NPK)处理的2.04和2.02倍.设施菜地土壤0~20 cm与20~40 cm土层nirK型反硝化细菌的优势种群及其基因丰度均存在显著差异,且设施菜地土壤中nirK型反硝化细菌的群落结构和丰度与大田差异明显.土壤pH值、有机质及硝酸盐含量均影响nirK型反硝化细菌的群落结构和丰度.系统发育分析结果表明,土壤中除存在与厌氧反硝化细菌亲缘相近的nirK型反硝化微生物外,还存在与好氧反硝化菌亲缘关系相近的nirK型反硝化微生物,如根瘤菌属、苍白杆菌属、土壤杆菌属等.     

设施蔬菜种植年限对氮素循环微生物群落结构和丰度的影响

以甘肃武威设施菜地为研究对象,采用末端限制性片段多态性分析(PCR-T-RFLP)和实时荧光定量PCR(real-time PCR)相结合的方法,研究了设施菜地种植3、9、14、17年等年限下土壤中细菌、氨氧化细菌(AOB)和nirK型反硝化细菌群落结构和丰度的变化.结果表明: 设施菜地中细菌、氨氧化细菌和nirK型反硝化细菌优势种群及丰度与大田明显不同,并随种植年限不同发生变化.随种植年限的增加,细菌和nirK型反硝化细菌的丰度呈现先增后减的趋势,分别在种植14年和9年达到最大,0～20 cm土层为每克干土9.67×10⁹、2.30×10⁷个拷贝数,是种植3年的1.51、1.52倍;而氨氧化细菌的丰度则呈现出先减后增的趋势,在种植14年的0～20 cm土层为每克干土3.28×10⁷个拷贝数,仅是种植3年土壤的45.7%,说明设施菜地中参与氮素循环的功能微生物生态适应机制存在显著差异.研究结果为进一步研究设施栽培条件下土壤微生物的适应机制等奠定了基础.     

牛场肥水灌溉对土壤nirK、nirS型反硝化微生物群落结构的影响

以徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析和克隆文库构建,研究了5种施肥处理(清水灌溉CK、无机肥灌溉CF、牛场肥水不同浓度、不同次数灌溉T4、T5和T11)下土壤中nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性及其群落结构的演变。结果表明,不同施肥处理下nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性无显著差异,但群落结构却有明显变化:nirK型反硝化细菌群落结构既受施肥种类又受施肥量影响,优势种群尤其对施肥种类和施肥量响应显著;nirS型反硝化细菌则主要受施肥种类影响,施肥量影响微弱。牛场肥水处理和无机肥处理分别促进和抑制不同的nirS型反硝化细菌,群落主成分受无机肥促进、牛场肥水抑制。系统发育分析结果表明,土壤中nirK型反硝化细菌主要与假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)和根瘤菌属(Rhizobium)的反硝化细菌具有较近的亲缘关系;nirS型反硝化细菌主要与劳尔氏菌(Ralstonia)和红长命菌属(Rubrivivax)有较近的亲缘关系。试验土壤中反硝化微生物多与目前已报道的好氧反硝化细菌亲缘关系较近,这可能与微生物分析取自表层土有关。     

施肥模式对设施菜地根际土壤微生物群落结构和丰度的影响

以甘肃武威长期定位设施菜地为研究对象,设定CK(对照)、MNPK(有机肥和无机肥配施)、1/2MNPK(1/2有机肥和无机肥)、M(单有机肥)、NPK(单化肥)等5种施肥处理,采用末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)和实时荧光定量PCR技术,研究了根际土壤中细菌、氨氧化细菌和nir K型反硝化细菌群落结构和丰度的变化。结果表明:施肥和根际效应均对设施菜地土壤中的细菌、氨氧化细菌和nir K型反硝化细菌群落结构和丰度产生影响。施肥模式影响根际细菌、氨氧化细菌和nir K型反硝化细菌的主要种群,但对不同功能微生物的影响有差异。细菌16S rRNA基因、amo A基因和nir K基因的最大丰度分别出现在M、MNPK和M处理,为每克干土6.60×109、1.85×108和3.49×107个拷贝数,是CK处理的2.74、2.81和3.46倍。土壤p H值、有机质和全磷含量是影响设施菜地根际细菌、氨氧化细菌和nir K型反硝化细菌丰度的关键因素。     

施肥制度对水稻土壤nosZ型反硝化细菌群落的影响

由含氧化亚氮还原酶(NOS)的反硝化细菌驱动的氧化亚氮(N2O)还原成氮气(N2)的过程是N2O排放的重要调控途径。为探明施肥对稻田土壤nosZ型反硝化细菌群落的影响,采用荧光定量PCR和高通量测序等方法,研究了湖南省宁乡县长达30年的定位试验条件下4种施肥制度[不施肥(CK)、化肥(CF)、70%化肥+30%有机肥(CFM1)和40%化肥+60%有机肥(CFM2)]对水稻土壤nosZ型反硝化细菌数量和群落结构的影响。结果表明:不同施肥处理nosZ基因丰度为2.14×10~8～6.09×10~8copies·g~(-1)干土,施肥处理nosZ基因拷贝数比对照低47.3%～64.8%(P0.05),但不同有机肥配施比例处理间nosZ基因拷贝数差异不显著;变形菌门是优势门水平类群,占总序列的60.2%～77.5%; Bacteria_unclassified、Proteobacteria_unclassified、Betaproteobacteria_unclassified和根瘤菌目为优势目水平类群,占总序列的93.6%～95.9%。施肥显著降低了Proteobacteria_unclassified的相对丰度(P0.01),但显著提高了根瘤菌目、environmental_samples和红环菌目的相对丰度(P0.05);施肥显著改变nosZ型反硝化细菌的群落结构,但有机肥配施比例对其影响较弱;除碳氮比外,其他土壤理化性质均显著影响nosZ型反硝化细菌的数量和群落结构,其中,硝态氮和土壤p H是驱动nosZ型反硝化细菌群落变化的主要因子;施肥显著影响nosZ型反硝化细菌数量和群落结构,有机肥配施比例对nosZ型反硝化细菌群落的影响较弱,研究结果为进一步阐述施肥制度对土壤反硝化微生物的影响提供依据。     

大气CO2浓度增高对麦田土壤硝化和反硝化细菌的影响

硝化和反硝化细菌是土壤中与氮转化有关的微生物菌群 ,大气CO2 浓度升高可能对它们的数量产生影响。位于中国无锡的稻 麦轮作农田生态系统FACE平台 2 0 0 1年 6月开始运行。本试验在 2 0 0 3年小麦生长季研究了土壤 (0～ 5cm和 5～ 10cm土层 )中硝化和反硝化细菌在大气CO2 浓度升高条件下的变化。试验采用最大可能法 (MPN)计这两种微生物菌群的数量。结果表明 ,0～ 5cm土层硝化菌数拔节期和成熟期FACE低于对照 ,而孕穗期FACE高于对照 ,5～ 10cm土层硝化菌数越冬期与成熟期FACE低于对照 ,大气CO2 浓度升高使得麦田土壤硝化细菌数目减少。 0～ 5cm土层各个生长期反硝化菌数FACE与对照均没有明显差异 ,5～ 10cm土层反硝化菌数拔节期FACE低于对照 ,大气CO2 浓度升高对麦田土壤反硝化菌的影响不大。     

文峪河上游河岸带不同植被类型土壤nirS反硝化菌群结构及功能

以文峪河上游河岸带不同演替阶段的8种植被类型五花草甸(WH)、沙棘林(HR)、柳树林(SS)、山杨林(PC)、山杨白桦林(PQ)、山杨白桦落叶松林(PQL)、落叶松云杉林(LP)和云杉林(PM)土壤为研究对象,采用高通量测序技术测定nirS反硝化细菌群落组成及相对丰度,乙炔抑制法测定反硝化酶活性(DEA)。对其土壤理化性质及反硝化细菌群落组成及相对丰度进行方差分析,采用冗余分析(RDA)和Spearman相关性分析不同植被类型及土层反硝化细菌群落结构及功能及土壤理化因子的关联性。结果表明:1)不同植被类型及土层土壤理化因子存在显著差异,柳树林(SS)0—15 cm土层硝态氮(NO~+_3-N)含量显著高于其他植被类型各土层;2)土壤反硝化菌群多样性指数在五花草甸(WH)、山杨白桦林(PQ)和云杉林(PM)中较其他植被类型高;3)沙棘林(HR)及柳树林(SS)反硝化酶活性(DEA)显著高于其他植被类型;4)不同植被类型反硝化优势菌群分布存在显著差异及特异性,如浮霉菌门(Planctomycetes)仅在落叶松云杉混交林(LP)和云杉林(PM)植被类型15—30 cm土层中分布;5)土壤pH、土壤有机碳(SOC)、土壤铵态氮(NH~+_4-N)和硝态氮(NO~+_3-N)等是影响土壤反硝化细菌群落结构及组成的重要因子,其中土壤铵态氮和硝态氮含量变化是导致土壤反硝化菌群多样性和反硝化酶活性差异的关键因子。本研究揭示了文峪河上游河岸带不同植被类型土壤反硝化细菌群落结构及功能的变化和分布特征,为进一步研究该区域河岸带氮素循环及水体污染防治提供重要参考依据。     

长期施肥对农田黑土微生物群落功能多样性的影响

为了研究长期不同施肥对农田黑土微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog ECO微平板培养法,对已经连续施肥35年的农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站4种处理(CK、NPK、M、MNPK)的两个土层(0～20、20～40 cm)微生物群落功能多样性进行研究.结果表明: 在0～20 cm土层,有机无机肥(MNPK)配施能够显著提高土壤微生物对碳源的利用能力以及群落代谢功能的丰富度、多样性和优势度,而在20～40 cm土层则低于单施化肥(NPK)处理,两个土层单施化肥均降低土壤微生物群落代谢均匀度.不同施肥处理土壤微生物对6种碳源的利用率在0～20和20～40 cm两个土层间存在差异,而在每个土层的处理间差异显著(P<0.05),但各处理间的变化规律在两个土层中不一致.典范对应分析(CCA)结果表明,各处理土壤微生物群落代谢功能在0～20和20～40 cm土层间存在差异,且在两个土层的处理间也存在差异,而土壤养分含量对各处理土壤微生物群落代谢功能的影响规律在两个土层中较为相似.长期不同施肥会对耕层及以下土壤微生物群落功能多样性产生影响,在20～40 cm土层中单施化肥对微生物群落功能多样性的影响较大.     

生物炭与炭基肥对采煤塌陷复垦区土壤硝化和反硝化微生物群落的影响

作为一种新型土壤改良剂,生物炭对土壤微生物群落的影响已有报道,但在采煤塌陷复垦区土壤氮循环微生物群落对生物炭添加的响应鲜有报道。以生物炭和炭基肥为添加材料,以淮北地区塌陷复垦土为供试土壤,通过室外盆栽试验,采用荧光定量PCR(qPCR)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,研究不同生物炭处理的土壤硝化和反硝化微生物的菌群变化。试验共设5个处理:对照(CK)、常规化肥(CF)、炭基肥(BF)、2%生物炭配施化肥(LB)和4%生物炭配施化肥(HB)。结果表明: 与CK处理相比,各施肥处理均显著提高了土壤氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)、反硝化细菌nirK和nirS基因丰度。与CF处理相比,生物炭和炭基肥处理显著提高了AOB和nirK基因丰度,增幅分别达到42.9%～82.1%和33.5%～62.7%。冗余分析表明,土壤有机碳、pH、NH₄⁺-N和速效钾是显著影响AOB群落结构的主要因子,而土壤有机碳、pH和NO₃^--N含量是影响nirK型反硝化细菌群落结构的关键因子。因此,施用生物炭与炭基肥能改良采煤塌陷复垦区土壤质量,提高硝化和反硝化微生物丰度,并改变AOB和nirK型反硝化细菌群落结构。     

不同施肥方式对酸性茶园土壤真菌群落的影响

为揭示不同施肥方式对茶园土壤真菌群落结构的影响,依托定位施肥试验,采集对照(CK)、纯化肥(N300)、有机肥配施(OM30) 3个处理的0—10 cm和10—20 cm两层土壤,通过高通量测序技术,分析不同施肥处理下,茶园土壤真菌群落结构特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明0—10 cm土层中真菌Alpha多样性显著高于10—20 cm土层(P0.05);在同一土层中,Alpha多样性变化趋势为CK N300 OM30。子囊菌门、担子菌门、接合菌门是试验茶园土壤中三大优势真菌门类,Sordariomycetes纲,Tremellomycetes纲和Mortierellomycotina纲分别是子囊菌门、担子菌门和接合菌门下的优势种群。子囊菌门和担子菌门在0—10 cm土层中相对丰度较高,而接合菌门则在10—20 cm土层中具有较高丰度(P0.05)。施肥处理提高了土壤中接合菌门的相对丰度,降低了子囊菌门的相对丰度。不同深度土壤中真菌群落结构差异主要受土壤理化性质变化驱动,冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤有机碳、全氮、碳氮比、全钾、速效钾含量对土壤真菌群落结构影响显著(P0.05),而试验茶园土壤的pH变化对同一土层中真菌群落结构的影响并不显著(P0.05)。     

象山港典型生境沉积物反硝化细菌群落丰度与结构多样性

通过高通量测序和qPCR技术对象山港4种典型生境(牡蛎养殖区OA、海带养殖区SA、自然岛礁区NR、人工鱼礁区AR)和对照区CK的沉积物反硝化细菌丰度和群落结构进行了测定分析,并探讨了反硝化细菌群落与环境因子之间的相关关系.结果表明:沉积物nirK型反硝化细菌丰度在5种生境间没有显著性差异,而沉积物nirS型反硝化细菌丰...     

石油污染地土壤微生物群落的碳源利用特性

应用Biolog微平板技术,研究了大庆油田开采36年的石油污染土壤不同土层（0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm）土壤微生物群落对碳源的利用特性.结果表明: 石油污染明显提高了土壤微生物群落的代谢活性,3个土层的微生物代谢强度均高于无污染土壤（CK）,不同土层之间的微生物代谢强度存在显著差异,其中20～30 cm土层的碳源代谢能力最强,其次为10～20 cm土层,0～10 cm土层最弱.石油污染使10～20 cm和20～30 cm土层土壤微生物群落对底物碳源利用种类增多,代谢功能的多样性增强,而0～10 cm土层则无明显变化.10～20 cm土层土壤微生物对底物碳源的利用由对照土壤的羧酸类居多转为石油污染土壤的碳水化合物最多,而20～30 cm土层土壤微生物对底物碳源的利用以羧酸类居多.说明石油污染土壤的微生物群落具有独特的群落结构和特点.     

尕海湿地不同退化阶段土壤氮转化的关键微生物功能基因

明确湿地退化对土壤氮素转化微生物基因丰度的影响,为认识湿地的退化机理以及科学治理高寒退化湿地提供重要依据。以尕海湿地未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4种不同退化程度土壤为研究对象,用实时荧光定量PCR技术检测固氮菌(nifH)、氨氧化古菌(AOA-amoA)、氨氧化细菌(AOB-amoA)和反硝化菌(nirK)基因丰度,分析功能基因丰度在不同退化阶段的变化特征。结果表明：0～10 cm土层4种功能基因丰度均显著高于10～20 cm土层,nifH、AOA、AOB和nirK基因丰度的变化范围为10⁶～10⁸、10⁷～10⁸、10⁵～10⁶和10⁷～10⁸ copies·g^-1 soil,且AOA丰度显著高于AOB丰度;4种基因丰度均在轻度退化阶段达到最大值,中度和重度退化阶段显著降低;土壤理化性质对微生物功能基因的解释率达到了87.9%和91.2%,但不同月份关键驱动因子不同;在6月,土壤含...     

长期施肥土壤微生物群落的剖面变化及其与土壤性质的关系

摘要:【目的】认识不同施肥模式对土壤微生物群落的长期影响及其与土壤理化属性的联系。【方法】利用新一代高通量测序技术,研究绿洲农田20年单施化肥(N 300 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2与K2O 60 kg/hm2)与化肥配施秸秆(同量的N与P肥配施5.4 t秸秆)对土壤剖面(0－300 cm)微生物群落结构的影响。【结果】放线菌与α-变形菌为土壤表层(0－20 cm)的优势类群。随土壤剖面深度的增加,放线菌相对丰度减少,而变形菌,特别是γ-变形菌与β-变形菌相对丰度增加,逐渐成为深层(20－300 cm)土壤中的优势类群。长期施肥对整个土壤剖面的微生物群落结构均有显著影响,并且明显提高了0－40 cm土层中氨氧化古菌的相对丰度。此外,农田管理模式如灌溉可能是氨氧化细菌在土壤垂直剖面的重要驱动因素。统计分析表明土壤全氮含量对表层土壤中微生物群落结构的影响最大,而有机碳含量则是影响深层土壤微生物群落的最重要因子。【结论】长期施肥改变了土壤剖面碳源与氮源的可利用量,导致了施肥处理间土壤微生物群落结构的差异,特别在剖面深层更为明显。     

长期施肥土壤微生物群落的剖面变化及其与土壤性质的关系

【目的】认识不同施肥模式对土壤微生物群落的长期影响及其与土壤理化属性的联系。【方法】利用新一代高通量测序技术,研究绿洲农田20年单施化肥(N 300 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2与K2O 60 kg/hm2)与化肥配施秸秆(同量的N与P肥配施5.4 t秸秆)对土壤剖面(0-300 cm)微生物群落结构的影响。【结果】放线菌与α-变形菌为土壤表层(0-20 cm)的优势类群。随土壤剖面深度的增加,放线菌相对丰度减少,而变形菌,特别是γ-变形菌与β-变形菌相对丰度增加,逐渐成为深层(20-300 cm)土壤中的优势类群。长期施肥对整个土壤剖面的微生物群落结构均有显著影响,并且明显提高了0-40 cm土层中氨氧化古菌的相对丰度。此外,农田管理模式如灌溉可能是氨氧化细菌在土壤垂直剖面的重要驱动因素。统计分析表明土壤全氮含量对表层土壤中微生物群落结构的影响最大,而有机碳含量则是影响深层土壤微生物群落的最重要因子。【结论】长期施肥改变了土壤剖面碳源与氮源的可利用量,导致了施肥处理间土壤微生物群落结构的差异,特别在剖面深层更为明显。     

溴甲烷熏蒸对土壤反硝化作用及nosZ型反硝化微生物群落结构的影响

【目的】探究溴甲烷熏蒸对土壤反硝化作用的影响及机制。【方法】本研究采用nos Z-PCR-RFLP(Restriction fragment length polymorphism)方法、nos Z-MPN-PCR(Most-Probable-Number-PCR)计数法和土壤硝酸根的消灭率方法研究溴甲烷熏蒸对土壤nos Z型反硝化细菌群落结构、数量及反硝化活性的影响。【结果】实验结果说明溴甲烷熏蒸剂熏蒸土壤100 d土壤的反硝化作用与对照无显著差异(P>0.05)。溴甲烷熏蒸土壤和对照土样nos Z型反硝化细菌群落的Margalef指数,Shannon-Wiener和Evenness指数无显著差异(P>0.05)。溴甲烷熏蒸土壤和对照土壤中存在Uncultured bacterium partial rhodopsendomonas、pseudomonas fluorescens、Herbacspirillum、Mesorhizobium和Bradyrhizobium,并且此6种微生物均是试验土样和对照土样的优势种群;对照土壤中检测到Azospirillum、Rhizobium melibei和Nitrosospira multiformis,在溴甲烷熏蒸土壤中未检测到;而溴甲烷熏蒸土壤中检测到Uncultured Azospirillum,Mesorhizobium在对照土壤中未检测到。通过nos Z-MPN-PCR计数法得出反硝化细菌数量比对照低1.4倍。【结论】说明溴甲烷熏蒸100d土壤的nos Z型反硝化微生物群落组成和反硝化细菌数量发生变化,而土壤的反硝化作用与对照无显著差异。     

高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性分析

以青海高原2 300～4 000 m海拔范围的6处西北小檗(Berberis vernae)生境土壤为试材,采用高通量测序方法,分析不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性。研究结果表明:(1)在西北小檗生境土壤中,细菌群落组成主要包括10个细菌门21个细菌属,真菌群落由子囊菌门、担子菌门等8个真菌门59个真菌属组成。(2)低海拔位置的海东乐都1号样点(hdld1) 0～20 cm土层的细菌群落丰富性及多样性均最高,黄南泽库样点(hnzk) 0～20 cm土层的真菌群落丰富度最高,西宁大通样点(xndt) 0～20 cm土层的真菌群落多样性最高;随着海拔的升高,0～20 cm、40～60 cm土层的细菌群落丰富度及多样性呈现出先降低再升高再降低的趋势,20～40 cm土层的细菌群落丰富度及多样性则呈现出先升高后降低的趋势,0～20 cm、20～40 cm土层土壤微生物真菌群落丰富度呈现出先升高再降低再升高的趋势,0～20 cm、40～60 cm土层真菌群落多样性呈现先升高再降低的趋势,40～60 cm土层的真菌丰富度及20～40 cm土层的真菌多样性的变化趋势不明显。(3)硝态氮、速效磷和速效钾对土壤微生物群落的影响较明显。综上可知,高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构多样性呈现出一定的海拔差异趋势,其海拔差异主要受到环境条件、土壤理化性质和植被分布的影响。     

增温和外源碳输入对泥炭地土壤碳氮循环关键微生物功能基因丰度的影响

为探讨温度升高和外源碳输入对泥炭地土壤碳氮循环关键微生物的影响,于2017年7月采集多年冻土区泥炭地表层(0—10 cm和10—20 cm)土壤样品,在10、15℃两个温度下开展为期42d的增温模拟试验,同时设置葡萄糖添加处理,利用荧光定量PCR技术分析泥炭地土壤碳氮循环关键微生物丰度变化,同时分析增温和外源碳输入对泥炭地土壤活性碳组分和无机氮含量的影响。结果表明:温度升高可导致北方泥炭地表层土壤微生物丰度以及群落结构变化,0—10 cm土壤微生物比10—20 cm土壤微生物更加敏感。增温条件下微生物首先快速分解活性有机碳,同时温度升高加快土壤氮周转速率,增加有效氮含量。外源碳输入整体提高了深层土壤微生物丰度,使得10—20 cm土壤细菌、产甲烷菌、甲烷氧化菌、氨氧化细菌以及反硝化细菌丰度显著增加,说明外源碳输入可能会促进10—20 cm土壤甲烷氧化过程、氨氧化过程和反硝化过程。温度和葡萄糖的交互作用对泥炭地表层土壤碳氮循环关键微生物丰度均有显著影响。在增温和外源碳输入条件下,北方泥炭地表层土壤微生物丰度受土壤碳氮活性基质的影响。     

闽江河口互花米草不同入侵阶段湿地土壤nirK型反硝化微生物群落结构及多样性

为了明确闽江河口互花米草海向不同入侵阶段湿地土壤nirK型反硝化微生物的群落结构及多样性,在鳝鱼滩东部的互花米草分布区,由陆向海方向选择互花米草海向入侵前的光滩(MF)、入侵1～2年(SAN)和入侵6～7年的互花米草(SA)湿地为研究对象,基于高通量测序技术,测定并分析了不同互花米草入侵阶段湿地土壤nirK型反硝化微生物群落结构及多样性的差异。结果表明:互花米草海向入侵降低了土壤中nirK型反硝化微生物群落的多样性及丰富度。不同入侵阶段湿地土壤的nirK型反硝化微生物主要包括变形菌门和放线菌门,其中变形菌门占绝对优势地位。互花米草海向入侵整体改变了湿地土壤中nirK型反硝化菌属的组成特征,MF、SAN、SA湿地土壤中相对丰度最高的nirK基因菌属分别为慢生根瘤菌属、中慢生根瘤菌属和产碱杆菌属。互花米草海向入侵增加了土壤中nirK型反硝化微生物群落组成的空间异质性,尤其是在SAN样地,这主要与样地本身的环境扰动性较大及互花米草海向入侵加大了样地环境因子的空间异质性有关。互花米草海向入侵主要是通过显著改变土壤理化因子(粒度组成、pH值和含水量)和氮养分条件(全氮、NH₄⁺-N、NO₃^--N)来影响nirK型反硝化微生物的群落结构及多样性。本研究结果有助于揭示互花米草海向入侵对湿地土壤反硝化过程影响的微生物机制。     

静态好氧高温牛粪堆肥中nirK型反硝化细菌群落动态变化

【背景】堆肥过程中,不同反硝化微生物相互作用产生大量气态氮,不仅导致氮素流失使得堆肥肥效降低,而且造成环境污染。但是目前关于堆肥中反硝化细菌群落结构变化,尤其是群落结构与堆肥理化因子间相关性方面的报道较为欠缺。【目的】对堆肥中反硝化细菌进行研究,旨在揭示反硝化细菌群落动态变化,为深入理解堆肥氮循环机理提供科学数据。【方法】设计一种静态好氧高温堆肥技术处理牛粪和水稻秸秆,利用高通量测序技术研究堆肥中nirK型反硝化细菌群落组成的动态变化,并分析优势反硝化细菌菌属与理化指标之间的相关性。【结果】堆肥全程共17d,各项堆肥理化指标以及生物学指标表明堆肥已经基本腐熟。高通量测序结果表明,在堆肥的不同阶段nirK型反硝化细菌群落结构差异显著。门水平上,堆肥中反硝化细菌属于变形菌门(Proteobacteria)和一未分类门;目水平上,优势类群主要属于根瘤菌目(Rhizobiales)、红杆菌目(Rhodobacterales)和伯克氏菌目(Burkholderiales),其中根瘤菌目(Rhizobiales)的种类最多,而伯克氏菌目(Burkholderiales)的相对丰度最高。Spearman相关性分析表明未分类门的反硝化细菌和未分类科根瘤菌目的反硝化细菌与全碳、碳氮比、含水率以及pH呈显著负相关(P0.05),与凯氏氮和硝态氮呈显著正相关(P0.05);其他优势菌属与全碳、碳氮比、含水率以及pH呈显著正相关(P0.05),与凯氏氮和硝态氮呈显著负相关(P0.05);未分类科伯克氏菌目的反硝化细菌、未分类纲变形菌门的反硝化细菌、产碱杆菌科的Pusillimonas属和副球菌属(Paracoccus)与铵态氮显著相关(P0.05)。【结论】静态好氧高温堆肥技术可以缩短堆肥周期。在堆肥的不同阶段nirK型反硝化细菌群落结构差异显著,并且该菌群落结构的变化受到堆肥理化因子的显著影响。本研究有助于揭示堆肥中氮素转化规律,并为改进堆肥工艺提供理论依据。