摘要
氨氧化过程是硝化过程的第一步,也是限速步骤,主要由氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)参与完成,但是关于土壤中AOA和AOB的活性及对氨氧化作用的相对贡献尚不清楚,AOA和AOB数量与氨氧化速率之间是否存在相关关系仍然存在争议.采用荧光定量PCR并结合乙炔(C2H2)和1-辛炔抑制法对青藏高原林芝、拉孜、桑珠孜和桑日地区小麦、青稞、油菜土壤中AOA和AOB的数量与活性进行定量测定.结果表明:在所有土壤样品中,AOB数量[每克干土中拷贝数为(2.34±0.84)×10~5-(2.65±1.07)×10~6]均显著高于AOA数量[每克干土中拷贝数为(0.20±0.10)×10~4-(4.02±0.39)×10~4);土壤pH是影响AOB数量的关键因素,土壤总磷和铵态氮是影响AOA数量的关键因素.拉孜(2.42±0.73 mg kg-1 d-1)和桑珠孜(3.24±1.15 mg kg-1 d-1)所有农田作物土壤中氨氧化速率均显著高于林芝(1.17±0.43 mg kg-1 d-1)和桑日(0.88±0.57 mg kg-1 d-1),并且拉孜和桑珠孜农田土壤中氨氧化速率由AOB主导,林芝和桑日农田土壤中氨氧化速率由AOA主导. 4个地区均是小麦和油菜土壤中氨氧化速率显著高于青稞土壤,但AOA和AOB活性与农作物类型无关.土壤氮磷比是影响AOA活性的主要因素,而土壤p H和总碳是影响AOB活性的主要因素.此外,AOA和AOB数量与总的氨氧化速率及AOA、AOB活性均无相关关系.总的来说,本研究表明AOA和AOB在青藏高原农田土壤氨氧化中均起到重要作用,并且通过氨氧化微生物amo A基因数量推测AOA和AOB活性以及二者对氨氧化作用的相对贡献不可行,需要通过直接测定AOA和AOB活性才能准确衡量,上述结果对于理解青藏高原农田生态系统氨氮去除过程以及减缓硝酸盐流失、降低温室气体氧化亚氮排放具有重要意义.(图1表4参44)
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