天津农田包气带氮循环微生物群落特征及分子生态网络分析

土壤包气带硝酸盐累积会造成地下水氮污染,对生态和人类健康产生不利影响.为探究土壤包气带硝酸盐削减与微生物群落的关系,以天津农田土壤包气带(0~3 m)为研究对象,通过测定土壤理化性质,借助16S rRNA高通量测序,分析微生物群落特征并构建土壤氮循环微生物分子生态网络.结果显示:天津农田土壤中奇古菌门(Thaumarchaeota)和变形菌门(Proteobacteria)微生物群落相对丰度最高,微生物群落组成与土壤pH值、铵盐含量、亚硝酸盐含量呈现显著相关性.氮循环分子生态网络中出现氨氧化古菌、氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、厌氧氨氧化菌、硝酸盐异化还原为铵细菌以及NC10门细菌等.反硝化菌群是硝酸盐削减的主要驱动力,并与以氨氧化古菌、亚硝酸盐氧化菌、硝酸盐异化还原为铵细菌为代表的其他参与氮循环的微生物群落之间形成竞争为主的相互关系,使微生物群落保持稳定性.同时,群落之间的合作关系促进了氮循环转化,进而保证硝酸盐削减的可持续性.