长期不同施肥对暗棕壤甲烷氧化菌群落特征与功能的影响

【摘要】：不同施肥方式对我国旱地农田土壤甲烷氧化影响的微生物机制尚不明确.本研究利用PCR-DGGE和实时荧光定量PCR技术,结合甲烷氧化速率和土壤性质测定,探索了长期不同施肥条件下暗棕壤的"土壤性质-甲烷氧化菌群落特征-土壤甲烷氧化速率"关系.结果表明,有机肥和无机肥配施处理显著降低了土壤甲烷氧化速率,降幅为61.2%,而单独施用有机肥或无机肥对暗棕壤甲烷氧化速率的影响不显著;与对照相比,有机肥处理土壤甲烷氧化菌多样性指数增加91.9%,有机肥和无机肥配施处理增加102.5%,而单施无机肥后土壤甲烷氧化菌多样性指数变化不明显;有机肥处理土壤的pmoA基因丰度显著增加,平均pmoA基因丰度为不施用有机肥的12.7倍;土壤甲烷氧化速率与甲烷氧化菌的群落结构和比活性呈显著正相关,相关系数分别为0.363和0.684,但与甲烷氧化菌群落丰度和多样性不相关;甲烷氧化菌的群落结构和比活性与土壤pH值、全氮和有机质含量呈显著正相关.上述结果说明,长期不同施肥可以通过改变暗棕壤的pH值、全氮和有机质含量等土壤性质,改变甲烷氧化菌群落结构和比活性,进而影响土壤甲烷氧化速率;有机肥和无机肥配施土壤甲烷氧化菌多样性和丰度大幅度增加,而甲烷氧化速率却显著降低,说明有机肥和无机肥配施土壤中只有部分微生物发挥了甲烷氧化活性,但有待进一步研究. 【作者单位】： 甘肃农业大学资源与环境学院;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部作物营养与施肥重点实验室;黑龙江省农业科学院黑河分院;黑龙江省农业科学院;
【关键词】： 暗棕壤 甲烷氧化菌 pmoA基因 实时定量PCR 甲烷氧化速率 冗余分析 Monte Carlo检验 PCR-DGGE
【基金】：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2005CB121105) 国家科技支撑计划项目(2006BAD05B05) 国家自然科学基金项目(40901119)
【分类号】：S154.3
【正文快照】： 大气中甲烷(CH4)浓度为1.75×10-6μg·mL-1,目前还在以每年1%的速度增加.根据IPCC的报告,1kg CH4的辐射增温效益是CO2的21倍,CH4占大气增温潜势的15%～20%,是第二大温室气体[1].在陆地生态系统中,土壤中甲烷氧化菌的氧化约占大气甲烷汇的10%,是目前已知的唯一生物汇[1].研究

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