课题基金 / 基金详情

长期施肥对双季稻田土壤AOA、AOB和Comammox的影响及其硝化作用贡献研究

批准号:
32060726
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
夏文建
依托单位:
学科分类:
肥料与养分管理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
夏文建

项目摘要

结项摘要

夏文建的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
全程氨氧化菌(Comammox)的发现改变了对传统硝化过程的认识,然而氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和全程氨氧化菌的分布和对硝化作用的贡献还缺乏系统了解,特别是稻田生态系统全程氨氧化菌的硝化贡献所知甚少。为了研究长期施肥对双季稻田土壤中AOA、AOB和Comammox的影响,评估其对硝化作用的相对贡献,拟利用持续36a的长期定位试验,选取CK、PK、NPK、70F+30M、50F+50M、30F+70M等处理,研究长期施肥氨氧化微生物数量和组成,以及水稻不同生育期的周年动态变化,分析氨氧化微生物与环境因子和土壤硝化活性之间的关系,并采用稳定性同位素核酸探针(DNA-SIP)和系统发育树分析探明其代谢活性和优势种群。研究结果有望阐明长期施肥对土壤氨氧化微生物数量、群落和功能的影响,揭示不同施肥处理影响稻田硝化作用的微生物机制,为指导稻田科学施肥提高氮素利用率具有重要意义。
英文摘要
The new discovery of complete ammonia oxidizers (comammox), redefined the traditional view of nitrification. However, the distribution and the relative contributions to nitrification of comammox and canonical ammonia oxidizers [ammonia oxidizing bacteria (AOB) and archaea (AOA)] are still lack of systematic understanding, particularly little is known about the contributions of comammox to nitrification in paddy field ecosystems. In order to study the effect of long-term fertilization on AOB, AOA and comammox in paddy soil under double rice cropping system, assess their relative contribution to nitrification, a long-term fertilization field experiment that was started in 1984 would be used, and we planned to investigate the relative abundance and community structure of AOB, AOA and comammox under different fertilizer application treatments (CK, PK, NPK, 70F+30M, 50F+50M and 30F+70M treatments were selected), during different growth stages of rice. The relationship between ammonia-oxidizing microorganisms and environmental factors and soil nitrification activity will be analyzed, 13CO2-DNA-stable isotope probing (SIP) technique and phylogenetic analysis was used to identify its metabolic activity and dominant populations. This study provided insights into the effect of long-term fertilization on the quantity, community, function and the adaptive responses of comammox and canonical ammonia oxidizers, and their relative contributions to soil nitrification, which have great significance to guide the scientific fertilization of paddy fields and improve the nitrogen use efficiency.
本项目利用1984 年开始的红壤性水稻土双季稻长期定位试验,利用实验室常规理化分析、16S扩增子和宏基因组测序等手段,研究了长期施肥对土壤速效氮和理化性状的影响,分析了土壤酶活性和微生物生物量碳氮,研究了土壤氨氧化微生物丰度和群落结构特征,探索长期施肥对土壤氨氧化微生物数量、群落和功能的影响及机制。研究结果表明:施用有机肥处理土壤pH变化较小,土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷和CEC等均显著提升,水稻根系活动对土壤有机质和养分聚集有积极作用。根际土壤微生物量碳氮磷均显著高于土体,晚稻季通常高于早稻季。施用有机肥影响了Simpson、Shannon、Richness和Pielou evenness指数,但对ACE和Chao1指数影响不显著。稻田土壤中的微生物菌门主要为酸杆菌门、变形菌门、硝化螺旋菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、疣微菌门、放线菌门、厚壁菌门、浮霉菌门、芽单胞菌门、绿菌门等。其中变形菌门(Proteobacteria)占比最大比例,其次是绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)。有机肥处理提高了变形菌门、芽单胞菌门丰度。化肥处理绿弯菌门、厚壁菌门比例较高,施用有机肥后绿弯菌门和厚壁菌门相对丰度下降。稻田土壤中AOB的丰度高于AOA丰度,土壤comammox的丰度远小于AOA和AOB,施用有机肥显著增加了AOA的丰度,但对AOB的影响较小,施用化肥和有机肥处理显著提高了AOA与AOB的比值。在酸性稻田中施肥处理可能主要通过影响氨氧化古菌,进而影响土壤硝化过程。土壤pH、TP、AN、TN、CEC和SOM等对土壤微生物群落结构影响较大,而土壤氮循环相关基因主要受到SOM、TN、TP、AP和CEC影响。plspm分析显示,长期施肥主要通过影响土壤SOM、CEC等指标影响AOA、AOB和comammox丰度,其中AOA可能对硝化过程起到关键作用。
长期施肥下双季稻田土壤氮素生物转化特征研究
  • 批准号:
    31560582
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    42.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    夏文建
  • 依托单位:
国内基金
海外基金