长期施氮对酸性紫色土氨氧化微生物群落及其硝化作用的影响

摘要：

[目的]研究长期施氮对酸性紫色土壤中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落特征的影响,揭示氨氧化微生物群落的驱动因子及其调控硝化作用的微生物学机制.[方法]依托四川雅安玉米体系施氮长期定位试验(始于2010年),试验处理包括5个供氮水平,即0(N0)、90(N90)、180(N180)、270(N270)和360(N360)kg N·hm-2,通过Illumina Miseq高通量测序技术测定AOA和AOB的群落,探究长期施氮对氨氧化微生物群落介导的硝化作用的影响.[结果]长期施氮影响AOA和AOB的α-多样性(包括丰富度指数和香农-威纳指数)、群落结构和群落组成.其中,随着施氮量的增加,AOA丰富度指数无显著变化,香农-威纳指数显著降低,AOB丰富度指数和香农-威纳指数均显著增加;长期不同供氮水平显著影响AOA和AOB的群落结构,供氮水平的增加显著降低AOB优势类群中Nitrosospira Cluster 3a.1的相对丰度(P<0.05),同时显著增加了Cluster 3a.2、Cluster 9和Cluster 1的相对丰度(P<0.05),而对AOA优势类群无显著影响.土壤pH、全氮(TN)、有机质(SOM)、NH4+-N和NO3--N均显著影响AOA和AOB的α-多样性,其中,pH与AOB丰富度指数和香农-威纳指数呈显著负相关(P<0.01),而与AOA香农-威纳指数呈显著正相关,而TN、SOM、NH4+-N和NO3--N与AOB丰富度指数和香农-威纳指数呈显著正相关,与AOA香农-威纳指数呈显著负相关.同时,pH、TN、NO3--N、SOM和NH4+-N显著影响AOA和AOB的群落结构(P<0.05).结构方程模型(SEM)的结果表明,长期施氮通过降低土壤pH、提高TN和NO3--N含量、改变AOA和AOB的α-多样性和群落结构,进而提高了土壤的硝化势.[结论]长期施氮通过改变酸性紫色土壤pH、TN、NH4+-N和NO3--N和氨氧化微生物的α-多样性和群落结构进而影响了硝化势.

关键词：酸性紫色土;供氮水平;氨氧化细菌;氨氧化古菌;硝化势

所属期刊栏目：55

资助基金：国家自然科学基金;国家玉米产业技术体系项目;中央高校基本科研业务费;国家重点研发计划;国家重点研发计划

在线出版日期：2022-03-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：529-542