长期培肥降低稻田土壤硝化和反硝化细菌功能基因丰度并减缓氮素周转

【目的】硝化和反硝化细菌在稻田土壤氮循环中起着十分重要的作用。研究长期有机物料还田条件下红壤区稻田土壤硝化和反硝化细菌群落及功能基因丰度,有助于揭示土壤硝化和反硝化过程中的微生物机制,为红壤区稻田氮高效利用和管理提供参考。【方法】基于40年水稻长期施肥定位试验,选择其中的不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、早稻施绿肥紫云英(M1)和早稻施绿肥紫云英+晚稻秸秆还田(M2)处理小区采集土壤样品,利用宏基因组测序和荧光定量PCR技术,通过对典型反硝化细菌nirK、nirS和硝化细菌amoA、hao进行基因标记,分析了土壤硝化和反硝化细菌群落结构和多样性。【结果】nirK、nirS型反硝化细菌和AOB(amoA)、hao细菌主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)。所有处理中nirK型反硝化细菌的优势属为Ardenticatena菌属、硝化螺菌属(Nitrospira)和罗河杆菌属(Rhodanobacter),且M2处理土壤中罗河杆菌属相对丰度显著高于其他处理(P<0.05)。nirS型反硝化细菌中类固醇杆菌属(Steroidobacter)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)分别在M2和NPK处理中占比最高,分别达到33%和29%。AOB(amoA)细菌中慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)在CK和M1处理中占比最高,分别为30%和32%;变形菌门中的甲基单胞菌属(Methylomonas)在M2处理中占比最大;硝化螺菌属(Nitrospira)在CK处理中的占比显著高于其他处理。hao细菌中地杆菌属(Geobacter)相对丰度在各处理中占比最高。冗余分析显示,土壤速效氮(P=0.002)、有效磷(P=0.006)和有机碳(P=0.002)是nirK型和nirS型反硝化细菌群落组成变化的主导因子,土壤有机碳(P=0.008)、有效磷(P=0.01)、速效钾(P=0.008)是hao细菌群落结构变化的关键因子,速效氮(P=0.004)、有效磷(P=0.004)和全磷(P=0.002)是AOB(amoA)群落结构产生变化的关键因子。Spearman相关性分析表明,土壤有机碳、全氮和铵态氮与功能基因amoA、hao和反硝化功能基因nirK、nirS的丰度都呈现极显著(P<0.01)负相关关系。【结论】土壤有效磷、速效氮和有机碳是影响细菌群落结构的主要环境因子。长期培肥降低了土壤硝化和反硝化功能基因的丰度,减缓了土壤氮素循环的周转,提高了土壤氮素的稳定性。

长期有机培肥对南方红壤区稻田土壤碳循环功能基因的影响

【目的】研究长期有机培肥对南方红壤区稻田土壤碳循环功能基因的影响,为南方稻田土壤碳库高效利用和施肥策略提供理论参考。【方法】依托江西省红壤研究所长期定位试验平台,设4个处理:不施肥处理(CK)、单施化肥处理(NPK)、早稻施绿肥紫云英处理(M1)、早稻施绿肥紫云英+晚稻秸秆还田处理(M2)。晚稻收获后采集土壤样品,测定土壤基本理化性质,利用实时荧光定量PCR测定土壤碳循环功能基因的绝对定量,分析不同活性碳含量及碳循环相关基因与环境因子的关系。【结果】长期有机培肥处理提高了土壤有机碳组分中活性有机碳含量,其中M2处理易氧化有机碳、热水提取态有机碳、可溶性有机碳含量均显著高于CK(P<0.05,下同);M1处理土壤微生物量碳含量最高(193.98 mg/kg)。各处理中,M1和M2处理参与碳水解、碳固定和甲烷代谢过程的相关功能基因表达量均处于较低水平。相关分析结果表明,碳水解过程相关功能基因(除amyX、IsoP、lig和naglu)、碳固定过程相关功能基因(除mcrA)和甲烷代谢(除emGDH)与全钾、微生物量碳和胡富比均呈显著负相关。碳固定过程功能基因和甲烷代谢过程功能基因(除emGDH)与pH和速效钾呈正相关。随机森林分析结果显示,长期有机培肥稻田土壤对碳水解功能基因和环境因子的解释率为89.22%,对碳固定功能基因和环境因子的解释率为90.12%,对甲烷代谢功能基因和环境因子解释率为87.14%;结构方程建模结果表明,长期有机培肥稻田土壤中mnp和apu基因、mct和rbcL基因、em GDH和pmoA基因分别直接影响碳水解、碳固定和甲烷代谢过程,土壤有机碳、胡敏素和胡富比间接影响碳水解和碳固定基因表达量,胡敏酸、有机碳和胡敏素间接影响甲烷代谢过程功能基因表达量。【结论】长期有机培肥有利于增加南方稻田土壤活性有机碳组分含量,降低碳循环功能基因表达量,提高土壤的稳定性,有助于环境变化中保持农田生产力的稳定。

尿素的施用方法及注意事项

尿素属于酰胺态氮肥，含氮量在44％～46％，目前是我国固体氮肥中含氮量最高的肥料，也是我国重点发展的氮肥品种。纯品为白色或棱柱状的结晶或球形颗粒，内加防湿剂，吸湿性较小，不易结块，易溶于水，为中性氮肥。在土壤中不残留任何有害物质，长期施用，对土壤没有任何不良影响。

一节生物多媒体课的教学尝试

我们尝试运用多媒体教学手段进行“视觉”一节生物课教学,通过生动形象的连续动画过程和有比较性的图片画面,并配以适当的声音效果,使教师讲课如虎添翼,学生学习如鱼得水,课堂效果非常好。 这节课的主要教学过程: 课前准备五张电脑活动画片。第一张是视觉形成过程图片;第二张是晶状体曲度调节图片;第三、四张分别是近、远视眼与正常眼的比较图片;第五张是课堂练习题图片。这五张图片是通过微机制作,配以立体音响,用投影仪把图片投射到大屏幕上,以求达到音图并茂的效果。

学好语文必须阅读,更要悦读

语文是一门语言学科,它注重的是培养学生的语言能力,而构成语言能力的关键是培养学生的阅读能力。阅读是语文课堂的重要组成部分,因此,把“阅读”教学变成真正的“悦读”,可以有效提高学生的阅读兴趣,提高学生的语言能力。一、创设良好的阅读氛围1.课堂阅读,让学生成为学习的主人。很多教师在阅读课上喜欢喋喋不休地讲述课文背景、分析课文等,把更多的知识“填鸭式”生搬硬套塞给学生。