大气CO2浓度缓增对稻田硝酸盐型甲烷厌氧氧化过程的影响

摘要：

硝酸盐型甲烷厌氧氧化(AOM)是控制稻田甲烷排放的一种新途径,大气CO2浓度升高会对稻田甲烷排放产生重要影响,但有关其对硝酸盐型AOM过程的影响知之甚少.本研究依托开顶式气室组成的CO2浓度自动调控平台,采用13CH4稳定性同位素示踪技术,从甲烷氧化活性、相关功能微生物Candidatus Metha-noperedens nitroreducens(M.nitroreducens)-like古菌丰度与群落组成等方面,系统研究了稻田土壤中硝酸盐型AOM过程对大气CO2浓度缓增的响应.试验设置背景CO2浓度和CO2浓度缓增处理(背景CO2浓度基础上每年增加40 μL·L-1,直至增幅达160 μL·L-1).结果表明:稻田土壤硝酸盐型AOM速率为0.7～11.3 nmol CO2·g-1·d-1;定量 PCR 结果显示,M.nitroreducens-like 古菌 mcrA 基因丰度为 2.2×106～8.5×106 copies·g-1.与对照相比,CO2浓度缓增处理使土壤中硝酸盐型AOM速率和M.nitroreducens-like古菌mcrA基因丰度均有一定幅度提高,特别是在5～10 cm深度下两者均显著提高.CO2浓度缓增处理未显著改变M.nitroreducens-like古菌群落结构,但使其多样性显著降低.相关性分析表明,土壤有机碳含量可能是影响硝酸盐型AOM过程的重要因子.综上,大气CO2浓度缓增在一定程度上促进了硝酸盐型AOM反应,暗示在未来气候变化背景下其在控制稻田甲烷排放中具有积极作用.

关键词：稻田、硝酸盐型甲烷厌氧氧化、CO2浓度升高、群落组成

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分类号：TQ203.5;S154.3;O615.4

资助基金：江苏省自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省大学生创新创业训练计划重点项目

在线出版日期：2022-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2441-2449