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古水稻土与现代水稻土硝化活性的比较 总被引：2，自引：2，他引：2
根据最新的考古发现，中国种植水稻的历史可以追溯到公元前4000多年。据考证，位于长江三角洲的昆山市正仪镇绰墩山古水稻土遗址的地下42～57cm与100～116cm均为古水稻土层，历史耕作时间分别距今约3320a和6280a。硝化细菌在耕作土中的数量及其硝化强度被认为是土壤肥力的指标之一，在土壤氮素循环中起着重要作用，氨氧化细菌在硝化作用过程中将铵氧化为亚硝酸盐，实现亚硝化作用，是硝化过程中必不可少的步骤，同时也是其限速反应。本试验比较研究古水稻土与现代水稻土硝化活性的差别，观察氨氧化细菌沿土壤深度的分布规律，对揭示古水稻土在长期埋藏于土壤深层后的硝化功能演变具有积极的指示意义。 相似文献
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摘 要：分子生态研究发现,中性/碱性土壤中常见的氨氧化古菌DNA序列也存在于pH酸性土壤中,我们最近的研究发现中性氨氧化古菌可能通过V-ATPase适应性进化获得了耐酸或嗜酸生理生长能力。但这一现象是否具有普适性,尚不清楚。针对5个不同种植年限的马尾松人工林酸性土壤（15年、24年、45年、55年、63年）为研究对象,通过深度宏基因组测序获得7360亿碱基对,重构了氨氧化古菌AOA氨单加氧酶amoA基因和ATPase基因,研究了不同生态型氨氧化古菌AOA的嗜酸机制。结果表明,基于amoA基因的系统发育分析发现,AOA主要包括嗜酸Ca. Nitrosotaleales生态型、中碱性Nitrososphaerales生态型。所有酸性森林土壤中均存在pH中性的生态型AOA（Nitrososphaerales）,并且ATPase主要是V-ATPase,其分类结果及变化规律与amoA基因相同,表明ATPase可能是马尾松森林土壤中AOA适应酸性胁迫的分子进化机制。随林龄的增加,Ca. Nitrosotaleales丰度先减少后增加,而Nitrososphaerales丰度先增加后减少,速效钾是显著影响AOA群落结构的重要环境因子。这些结果表明,人工林种植极可能促进了酸性AOA的种群分化,目前尚未获得纯培养的Nitrososphaerales生态型极可能在马尾松林原位土壤硝化过程中发挥了重要作用。 相似文献
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为了明确入侵植物黄顶菊对土壤氮循环关键过程硝化作用的影响机制,本研究通过对其入侵地和未入侵地、根围土和根际土氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)的群落多样性分析,探讨了AOA对黄顶菊入侵的响应规律。结果表明:黄顶菊入侵增加了入侵地根围土AOA的多样性,AOA的Shannon指数表现为:入侵地根围土入侵地根际土未入侵地土壤,且差异显著。铵态氮含量与p H的变化都会影响土壤AOA的群落结构。系统发育树分析表明,土壤AOA主要隶属于氨氧化古菌的Nitrososphaera cluster。黄顶菊入侵导致的AOA的多样性水平的提升主要是由于入侵地氨氧化菌群种类增加所致。 相似文献
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采用基于氨单加氧酶基因的PCR-RFLP和DNA测序技术,以黄土高原旱地黑垆土为材料,研究长期施用氮肥和磷肥对土壤氨氧化古菌多样性的影响。结果显示,不同施肥处理土壤样品得到的氨氧化古菌的OTU数分别为25（种植不施肥,CK）、21（不施肥不种植,LD）、18（单施氮肥,N）、25（单施磷肥,P）和13（氮、磷共施,NP）。氨氧化古菌的多样性指数H′和优势度指数Ds变化趋势基本相同,分别为P〉CK〉LD〉NP〉N和P〉CK〉NP〉LD〉N;种群丰富度和均匀度指数在不同处理间变化较大,分别为CK〉P〉LD〉N〉NP和P〉NP〉LD〉N〉CK。各处理优势氨氧化古菌绝大部分属于Cluster S,少数属于Cluster M,获得的序列全部属于难培养泉古菌门。不同施肥方式的长期定位试验土壤中氨氧化古菌多样性变化较大,而优势氨氧化古菌系统进化定位没有显著变化。 相似文献
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长期施肥对氨氧化古菌丰度及群落结构的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】氨氧化古菌对土壤氮素转化有着重要的作用。本研究以长期定位施肥黄泥田土壤为研究对象探讨了长期不同施肥模式对土壤氨氧化古菌数量和多样性的影响,为制定合理的施肥制度提供理论基础。【方法】试验在福建省农科院试验站上进行,以30年长期定位施肥的红壤性水稻土为研究对象采用荧光定量PCR和克隆文库技术,研究了长期不同施肥模式对氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)丰度及群落结构的影响。试验设4个处理:1)不施肥(CK);2)单施氮磷钾肥(NPK);3)氮磷钾肥配施牛粪(NPKM);4)氮磷钾肥配施秸秆(NPKS)。小区面积为12 m~2每个处理设3个重复。土样采集时间为2012年10月份(水稻收获后),测定土壤养分和氨氧化古菌的数量及多样性。【结果】1)与CK相比,NPKM和NPKS处理显著增加了土壤有机质含量,NPKM和NPKS处理之间无显著差异。2)与CK相比施肥均能提高土壤全氮含量;NPKM和NPKS处理能够显著提高土壤全磷含量,NPKM处理全磷含量最高;仅NPKS处理能显著增加全钾含量。3)与CK相比,长期施肥均能提高土壤有效氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的含量,并且NPKM处理AN和AP含量最高,NPKS处理中AK含量最高。4)与CK相比,长期施肥均对土壤pH值无显著影响。5)与CK处理相比,NPKM和NPKS处理的amoA基因拷贝数显著增加增加幅度分别为168.4%和95.7%;单施化肥处理与CK无显著差异。土壤氨氧化古菌数量与土壤有机质含量呈显著正相关,与土壤全磷、有效氮、速效磷和速效钾含量呈极显著正相关。6)长期不同施肥处理影响土壤氨氧化古菌的种群结构,单施化肥增加了土壤AOA的多样性,而化肥配施有机肥则降低了AOA的多样性。7)本试验中得到的土壤氨氧化古菌amoA基因序列均为不可培养的古菌,包括泉古菌(Crenarchaeote)和奇古菌(Thaumarchaeote)。本试验所得氨氧化古菌绝大多数与来自土壤、沉积物的amoA基因克隆非常相似,少数与水体环境相似。【结论】不同培肥模式下,土壤中氨氧化古菌均为不可培养的古菌,包括泉古菌(Crenarchaeota)和奇古菌(Thaumarchaeota),然而水稻土壤养分和氨氧化古菌丰度及群落结构变化显著。单施化肥的作用不明显,有机无机肥配施有利于土壤有机质和养分的积累以及氨氧化古菌的生长增加了氨氧化古菌优势菌群的比例。 相似文献
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中性紫色水稻土硝化作用中细菌和古菌的相对贡献 总被引：1，自引：0，他引：1
《土壤通报》2018,(5)
不同的硝化抑制剂对硝化作用的强度以及氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archeae,AOA)和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)丰度可以产生不同的影响,因此可推算AOA和AOB在硝化作用中的相对贡献。本研究选取硝化过程中AOA和AOB共同起作用的中性紫色土为研究对象,分析不同硝化抑制剂对土壤硝化势以及AOB和AOA的丰度的影响。结果发现,烯丙基硫脲(Allylthiourea,ATU)、2-苯基-4,4,5,5,-四甲基咪唑烷-1-氧-3-氧化物(2-carboxyphenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl3-oxide,PTIO)、辛炔(Octyne、C_8)均可显著降低影响土壤的硝化作用。PTIO显著降低AOA的丰度(约40%),对AOB没有显著影响;ATU和C_8显著降低AOB的丰度(约50%),对AOA没有显著影响。通过计算,该土中AOA与AOB对硝化作用的相对贡献率分别为7.5%和55.6%。结果表明,在中性紫色土中AOA与AOB共同推动硝化作用,其中AOB起主导作用。 相似文献
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《土壤通报》2015,(6)
将氨氧化成亚硝态氮的氨氧化过程是土壤硝化作用的关键步骤,主要由氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)驱动。其中,AOA具有丰度高、硝化能力强及特殊生态环境偏好等特征,在土壤生态系统的氮素转化过程中发挥重要作用。AOA基因组序列中氨单加氧酶基因(amo A)的发现、纯培养物的分离及其不同生境的赋存状况,为土壤古菌的氨氧化研究提供了新思路。近年研究表明,氨氧化微生物的代谢类型多为化能自养型,而复杂土壤环境中的AOA,其代谢类型呈多样化,除营化能自养生长外,还可能营化能异养和混合营养代谢。其不同代谢方式在氨氧化过程中的响应机制仍需进一步研究。本文概述了土壤中AOA的发现与分布,重点介绍了其可能的代谢途径,并探究其在环境中发挥重要作用的机理。 相似文献
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全程氨氧化微生物（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年）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amoA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（AOB）和古菌（AOA）。结果表明，与围垦0年的自然滩涂湿地相比，围垦27、51、86年的水稻土净硝化速率从2.24mg N /(kg·d)分别增加至19.3、11.6和11.4mg N /(kg·d)，增幅高达5.1-8.7倍。土壤氨氧化古菌AOA的丰度与围垦年限显著正相关。自然滩涂湿地中氨氧化古菌AOA和AOB的数量分别为0.34×107 copies/g和1.14×107 copies/g，围垦86年后增幅最高可达27.9倍。自然滩涂湿地中comammox Clade A和Clade B amoA基因拷贝数高于围垦稻田土壤，且Clade A随着围垦年限增加其丰度显著增加。统计分析发现，氨氧化细菌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；而全程硝化细菌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。 相似文献
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氮肥形态对香蕉种植土壤中氨氧化细菌与古菌的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
氨氧化微生物通过影响氮素在土壤中的转化而间接影响作物对不同氮素形态的吸收。因此,本实验采集了海南省种植香蕉的滨海土壤,通过施用硫酸铵和硝酸钙,研究了氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的数量与群落的变化,并测定了香蕉的生长与氮营养状况。通过构建氨氧化细菌和古菌的功能基因amo A文库后发现:施用硫酸铵的土壤中AOB的amo A基因拷贝数显著高于施用硝酸钙的土壤和不施肥的土壤,而AOA的拷贝数低于硝酸钙与不施肥处理。但是氨氧化古菌AOA的绝对数量都高于AOB。施用硫酸铵的土壤中AOB的群落多样性和丰富度明显增加,而施用硝酸钙的土壤却没有发生显著变化。施用硫酸铵和硝酸钙的土壤中AOA群落结构相似,但丰富度和多样性均高于不施肥处理。从施肥效果看,相比硫酸铵,硝酸钙显著提高了香蕉植株的生物量和全氮含量。上述结果表明,在南方酸性土壤中AOA占优势,虽然施用铵态氮肥可以促进AOB的丰度与多样性,但是很可能会抑制AOA的数量。因此,在海南滨海土中施用铵态氮肥后,通过硝化作用以满足香蕉吸收硝态氮的需求达不到理想的效果,应直接补充硝态氮肥来促进香蕉生长。 相似文献
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O. A. Andreeva N. A. Manucharova A. L. Stepanov P. A. Kozhevin 《Moscow University Soil Science Bulletin》2016,71(4-5):171-173
The possibility of using the method of exhaustion (removal sampling) applied to determine the absolute number of Bacteria and Archaea populations in soil based on accounting data for quantitative fluorescence in situ hybridization has been shown. 相似文献
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To investigate the effects of stocking rates on nitrification activity and active nitrifying communities in a typical steppe grazing system, we conducted a laboratory incubation study using soil from a 10-year-old grassland gradient grazing experiment with sheep. A combination of molecular methods, such as DNA-based stable-isotope probing (DNA-SIP), real-time quantitative PCR, and high-throughput sequencing, was used to identify changes of nitrification activity and active nitrifying communities under different stocking rates (0 (SR0), 3 (SR3), 6 (SR6), and 9 (SR9) sheep per ha). The nitrification activity of soils was significantly increased by light grazing (SR3), while it was significantly decreased by heavy grazing (SR9). Nitrososphaera viennensis lineage of ammonia-oxidizing archaea (AOA) functionally predominated over ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in nitrification in the SR3 soil, while the Nitrosospira cluster 3 of AOB was the major player in the SR9 soil. Therefore, stocking rates altered the distribution of active nitrifying communities by affecting soil chemical and physical conditions. 相似文献
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This study evaluates the effect of two different kinds of liquid organic fertilizers and a mineral fertilizer on microbial populations (Eubacteria and Archaea) living in the tomato rhizosphere. The organic fertilizers comprised a stillage from bakery yeasts production, characterized by acidic pH and high organic nitrogen content, as well as a vermicompost extract with alkaline pH and low nitrogen content. The number of operational taxonomic units (OTUs) of Archaea species significantly increased after the addition of both the organic and mineral fertilizers, in comparison to the unfertilized control. Eubacteria OTUs increased only in plants treated with the stillage. T-RFLPs profiles identified different clusters of soil rhizospheric Archaea and Eubacteria in treatments of both organic and mineral fertilizers. However, multivariate analyses performed on indicators of genetic diversity, based on the T-RFLPs profiles, and Shannon and equitability indexes of the Archaea and Eubacteria communities, pointed out marked differences between the control (or the mineral fertilization) and the organic fertilizers. The latter treatments induced also a higher root growth and a modification of the root architecture in comparison to both control and mineral fertilizer. The results are discussed with reference to the effect of the organic products on rhizospheric soil characteristics and the relationships between the plant and the rhizospheric microorganisms. 相似文献
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The distribution of metabolically active cells of archaea and bacteria in the profiles of typical chernozems (Voronezh oblast) and brown semidesert soils (Astrakhan oblast) of natural and agricultural ecosystems was studied using the method of fluorescent in situ hybridization (FISH). The studied soils differed sharply in the microbial biomass and in the numbers of metabolically active cells of archaea and bacteria. The number of active bacterial cells was 3.5–7.0 times greater than that of archaea. In the arable chernozem, the numbers of active cells of archaea and bacteria were 2.6 and 1.5 times, respectively, lower than those in the chernozem under the shelterbelt. The agricultural use of the brown semidesert soil had little effect on the abundances of bacteria and archaea. The soil organic carbon content was the major factor controlling the numbers of metabolically active cells of both domains. However, the dependence of the abundance of bacteria on the organic matter content was more pronounced. The decrease in the organic carbon and total nitrogen contents down the soil profiles was accompanied by the decrease in the bacteria: archaea ratio attesting to a better adaptation of archaea to the permanent deficiency of carbon and nitrogen. The bacteria: archaea ratio can serve as an ecotrophic indicator of the state of soil microbial communities. 相似文献
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研究主要分析氮元素对宁夏平罗盐渍化枸杞园土壤中氨氧化微生物(氨氧化细菌和氨氧化古菌)的影响。实验共设八个处理:(1)C(不施氮肥,不施脱硫废弃物,原始荒地);(2)不施氮肥(N0);(3)施氮肥25 kg hm~(-2)(N25);(4)施氮肥50 kg hm~(-2)(N50);(5)施氮肥100kg hm~(-2)(N100);(6)施氮肥200 kg hm~(-2)(N200);(7)施氮肥400 kg hm~(-2)(N400);(8)施氮肥800 kg hm~(-2)(N800),在N0-N800处理施用脱硫废弃物3.72×104kg hm~(-2)。2011年8月采集0~20 cm土样。结果显示:脱硫废弃物和氮肥配合施加对土壤理化性质产生了显著影响;NO_3~--N和NH_4~+-N含量在施氮处理中相对于原始样地和不施氮处理组都有显著的升高,微生物生物量和细菌和氨氧化细菌多样性指数在施氮400 kg hm~(-2)达到最大值,施氮肥400 kg hm~(-2)是促进微生物量和群落多样性增加的最佳施用量。实时荧光定量PCR结果显示:氨氧化细菌(AOB)丰度在施氮肥400 kg hm~(-2)和800 kg hm~(-2)显著高于其它处理,脱硫废弃物和氮肥配合施用对AOB的丰度具有叠加效应。相关性分析表明:NH_4~+-N与总磷脂脂肪酸(PLFA)、细菌PLFA、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)、真菌/细菌(F/B)、微生物碳(MBC)、微生物氮(MBN)及16S r RNA基因拷贝数、AOB的基因拷贝数都显著相关。因此,铵态氮是该地区微生物群落可利用的有效氮素。 相似文献
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我国滑坡、崩塌的区域特征、成因分析及其防御 总被引：2，自引：0，他引：2
论述了我国滑坡、崩塌的区域分布特征,滑坡和崩塌的危害程度,滑坡和崩塌类型和成因分析,并且提出了灾害的防御措施,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。 相似文献