围垦对崇明东滩湿地全程氨氧化微生物的影响①
2021-01-12宋怡轩张鑫磊贾仲君张耀鸿
宋怡轩,金 锐,张鑫磊,张 洁,贾仲君,张耀鸿*
围垦对崇明东滩湿地全程氨氧化微生物的影响①
宋怡轩1,2,金 锐1,张鑫磊1,张 洁1,贾仲君2,张耀鸿1*
(1南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室,南京 210044;2土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 210008)
全程氨氧化细菌(complete ammonia oxidizers,Comammox)的发现根本改变了学术界对硝化过程的认识,但其地理分异规律及对氮转化过程的贡献仍不清楚。本研究选择长江口崇明东滩不同围垦年限(0、27、51、86 a)稻田表层耕作土壤,采用好氧培养试验测定土壤硝化潜力;通过标靶功能基因实时荧光定量硝化微生物的数量变异特征,包括全程氨氧化细菌(Comammox)、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)。结果表明,与围垦0 a的自然滩涂湿地相比,围垦27、51、86 a的水稻土净硝化速率从N 2.24 mg/(kg·d)分别增加至N 19.3、11.6和11.4 mg/(kg·d),增幅高达5.1 倍~ 8.7倍。AOA的丰度与围垦年限显著正相关。自然滩涂湿地中AOA和AOB的数量分别为0.34×107copies/g和1.14×107copies/g,围垦86 a后增幅最高可达27.9倍。自然滩涂湿地中Comammox Clade A和Clade B的基因拷贝数高于围垦稻田土壤,且Comammox Clade A随着围垦年限增加其丰度显著增加。统计分析发现,AOB与土壤硝化速率显著正相关,可能在围垦水稻土氨氧化过程中发挥了重要作用;而Comammox Clade A和Clade B与土壤总有机碳(TOC)、铵含量(NH4+)呈显著负相关关系,可能更适应于营养贫瘠的滩涂自然湿地土壤。
围垦;全程氨氧化细菌;氨氧化
氨氧化作用作为土壤氮素转化的关键过程之一, 是硝化过程的限速步骤。一直以来,人们……
