紫色水稻土中的硝化作用與硝化微生物.pdf

1、硝化作用聯(lián)系著土壤礦化—生物固持等過程以及氮素的損失，是土壤中廣泛存在而又非常重要的微生物過程。我國地域遼闊，土壤類型眾多，土壤理化性質(zhì)的不同可能會導(dǎo)致硝化作用活性的不同，土壤中硝化微生物數(shù)量以及種群的差異也可能會影響硝化作用活性。有一些主要的環(huán)境因素被認(rèn)為是最深刻的影響著土壤微生物的群落與活性。比如土壤pH、溫度、水分、銨態(tài)氮含量以及有機質(zhì)含量等。耕作方式對土壤環(huán)境的影響主要是因為耕作改變了土壤有機碳的分布和微生物的活動環(huán)境，為土壤中

2、有機質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化創(chuàng)造條件。傳統(tǒng)的耕作方式會使表層土壤受到各種條件的影響，從而限制某些微生物的活性，而免耕使得土壤在時間和空間上都具有相對的穩(wěn)定性，減少了對土壤的擾動，可以保持和改善土壤結(jié)構(gòu)。不同耕作方式下，稻田的氮素轉(zhuǎn)化應(yīng)具有不同的特點。因此研究土壤硝化微生物數(shù)量及其硝化活性，對于了解土壤中硝化作用具有重要的意義?，F(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展使我們能夠深入研究土地耕作方式、微生物群落及相關(guān)生態(tài)學(xué)過程之間的關(guān)系，尤其是氮循環(huán)過程。
　　

3、 本文以紫色水稻土長期定位試驗田的三種耕作方式（常規(guī)輪作、壟作免耕、冬水稻田）土壤以及重慶臺川酸性冬水稻田土壤為研究材料。采回土樣后風(fēng)干、碾碎過1mm篩待用。設(shè)置CK對照和添加2mM硫酸銨處理，調(diào)節(jié)含水量為田間持水量的60％左右，在28℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4周，在培養(yǎng)的第1d、7d、14d、21d、28d破壞性采樣。通過測定樣品的pH值、NO3-N和NH4+-N含量、采用實時熒光定量PCR技術(shù)測定了土壤氫氧化細菌(AOB)和氨氧化古菌

4、(AOA)的amoA基因的豐度以及酸性水稻土中的交換性H+、交換性Al3+，采用時間動力學(xué)方程模擬三種耕作方式下土壤的硝化過程及硝化潛勢，結(jié)果如下:
　　 對不同耕作方式土壤硝化強度變化特征研究顯示，不同耕作方式水稻土硝化作用強度有所不同，常規(guī)輪作水稻土硝化作用強度最大，其次為壟作免耕水稻土，冬水稻田水稻土硝化作用強度最小。并且通過添加硫酸銨處理和對照處理相比，三種耕作方式下水稻土的硝化作用強度在施加了氮肥的情況下均有顯著的提高

5、。常規(guī)輪作、壟作免耕、冬水稻田三種水稻土的硝化速率分別提高了1.34倍、1.52倍和1.47倍。對氨氧化細菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)在三種耕作方式水稻土中amoA基因拷貝數(shù)的研究表明，CK處理和硫酸銨處理下，其拷貝數(shù)在壟作免耕水稻土中最高，其次是常規(guī)輪作水稻土，而冬水稻田水稻土中最低。
　　 對不同pH冬水稻田土壤硝化強度變化特征研究顯示，中性水稻土的硝化速率要顯著高于酸性水稻土，在CK處理和添加硫酸銨處理條件下，中性水

6、稻土中氨氧化古菌(AOA)的amoA基因拷貝數(shù)均顯著高于酸性水稻土，是酸性水稻土中的10.1-13.3倍;而氨氧化細菌(AOB)amoA基因拷貝數(shù)在酸性水稻土中要顯著高于中性水稻土，是中性水稻土中的2.4-6.4倍。AOA和AOB的拷貝數(shù)與硝化速率不表現(xiàn)相關(guān)性。
　　 我們推論，耕作方式對水稻土的硝化作用有顯著的影響，各耕作方式水稻土在施加氮肥后，硝化作用均有所提高;土壤的硝化作用受土壤pH值的影響較大，較低的pH不利于硝化作用