施氮肥对华北平原土壤氨氧化细菌和古菌数量及群落结构的影响

作者:杨亚东; 张明才; 胡君蔚; 张凯; 胡跃高; 曾昭海

摘要:利用荧光定量PCR、末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)和基因克隆文库技术,比较了4种施氮水平(不施氮肥,0 kg N/hm^2,CK;施低水平氮肥,75 kg N/hm^2,N1;施中水平氮肥,150 kg N/hm^2,N2;施高水平氮肥,225 kg N/hm2,N3)下华北平原地区小麦季表层(0-20 cm)土壤总细菌、氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和群落结构。结果表明,土壤总细菌、AOB和AOA数量分别在每克干土5.74×109-7.50×10^9、8.89×10^6-2.66×10^7和3.83×10^8-7.78×10^8之间。不同施氮量土壤AOA数量均高于AOB数量,AOA/AOB值在81.72-14.38之间。增施氮肥显著显著提高AOB数量(P 〈 0.05),对总细菌和AOA数量的影响不显著(P 〉 0.05)。与CK相比,处理N1、N2和N3中AOB数量分别提高了0.64、1.50和1.99倍。增施氮肥显著改变了AOB和AOA的群落结构,且不同施氮量处理中AOB群落结构差异更大。系统进化分析显示,施氮肥小麦土壤AOB主要为Nitrosospira属类群,分布在Cluster 3的两个分支中;AOA分布在Cluster S的4个分支中。相关性分析显示,AOB数量与全氮和铵态氮含量呈显著正相关关系,与土壤pH和碳氮比呈显著负相关关系(P 〈 0.05);AOA数量与硝态氮含量和土壤pH呈显著正相关关系,与铵态氮含量呈显著负相关关系(P 〈 0.05)。研究结果表明:增施氮肥可显著改变华北平原地区碱性土壤AOB数量与群落结构,该地区小麦土壤中AOB比AOA对氮肥响应更敏感。

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关键词:
  • 氮肥
  • 氨氧化细菌
  • 氨氧化古菌
  • 丰度
  • 群落结构
  • 末端限制性片段长度多样性

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期刊名称:生态学报

期刊级别:北大期刊

期刊人气:5557

杂志介绍:
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国生态学会;中国科学院生态环境研究中心
出版地方:北京
快捷分类:生物
国际刊号:1000-0933
国内刊号:11-2031/Q
邮发代号:82-7
创刊时间:1981
发行周期:半月刊
期刊开本:B5
下单时间:1-3个月
复合影响因子:3.21
综合影响因子:4.06