短期培养下硝化抑制剂对黑土氨氧化微生物丰度和硝化作用的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 常钰海

作者： 常钰海;沈菊培;巫汶晶;马星竹;郝小雨;赵月;贺纪正

作者机构：

关键词： 黑土;硝化抑制剂;完全氨氧化细菌;硝化作用;氮肥

期刊名称： 微生物学通报

ISSN： 0253-2654

年卷期： 2024 年 51 卷 012 期

页码： 5037-5050

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【背景】东北黑土区是我国重要的粮食生产基地，然而由于化肥的过量使用，已造成土壤氮素的大量损失和环境污染问题。硝化作用是土壤氮循环的核心环节，主要由微生物驱动。【目的】利用硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐（3,4-dimethylpyrazole phosphate,DMPP）和乙炔区分低氮和高氮黑土壤氨氧化细菌、氨氧化古菌和完全氨氧化菌对土壤硝化作用的相对贡献。【方法】基于黑土长期定位实验研究平台，以不施加氮肥（低氮土壤）和施加氮肥（高氮土壤）的黑土为研究对象，采用微宇宙培养实验和定量PCR技术，分析抑制剂添加对土壤有效态氮、氨氧化微生物丰度的影响及两者的关系。【结果】低氮黑土氨氧化微生物主要由氨氧化古菌和完全氨氧化细菌Clade B占主导，而高氮黑土主要由氨氧化细菌和完全氨氧化细菌CladeA占主导。硝化抑制剂DMPP和乙炔均显著抑制土壤氨的氧化，且在高氮土壤中更为明显，乙炔的抑制效果大于DMPP。另外，添加乙炔显著降低了低氮土壤氨氧化古菌、氨氧化细菌和完全氨氧化菌Clade B的丰度；而在高氮土壤中，硝化抑制剂DMPP则对土壤氨氧化细菌和完全氨氧化菌Clade A有显著抑制作用。相关分析表明，低氮土壤中氨氧化细菌和古菌amoA基因丰度与土壤NO3--N含量显著正相关和NH4+-N含量显著负相关，而高氮土壤中，土壤氨氧化微生物amoA基因丰度与土壤NH4+-N和NO3--N含量相关性均不显著。【结论】氮的长期输入显著改变了黑土氨氧化微生物对环境变化的响应。

分类号： S154.3

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