牛场肥水灌溉对土壤nirK、nirS型反硝化微生物群落结构的影响

以徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析和克隆文库构建,研究了5种施肥处理(清水灌溉CK、无机肥灌溉CF、牛场肥水不同浓度、不同次数灌溉T4、T5和T11)下土壤中nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性及其群落结构的演变。结果表明,不同施肥处理下nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性无显著差异,但群落结构却有明显变化:nirK型反硝化细菌群落结构既受施肥种类又受施肥量影响,优势种群尤其对施肥种类和施肥量响应显著;nirS型反硝化细菌则主要受施肥种类影响,施肥量影响微弱。牛场肥水处理和无机肥处理分别促进和抑制不同的nirS型反硝化细菌,群落主成分受无机肥促进、牛场肥水抑制。系统发育分析结果表明,土壤中nirK型反硝化细菌主要与假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)和根瘤菌属(Rhizobium)的反硝化细菌具有较近的亲缘关系;nirS型反硝化细菌主要与劳尔氏菌(Ralstonia)和红长命菌属(Rubrivivax)有较近的亲缘关系。试验土壤中反硝化微生物多与目前已报道的好氧反硝化细菌亲缘关系较近,这可能与微生物分析取自表层土有关。

牛场肥水灌溉对土壤反硝化细菌nosZ基因组成结构和多样性研究

以河北省徐水县长期定位施肥试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析和克隆文库构建,研究了5种施肥处理(清水灌溉CK、无机肥灌溉CF、不同牛场肥水灌溉T4、T5和T11)下土壤中nos Z型反硝化细菌群落多样性及其群落结构演变。结果表明,不同施肥处理下nos Z型反硝化细菌群落多样性无显著性差异,施肥条件对nos Z型反硝化细菌的群落结构无明显影响,说明本试验土壤中nos Z型反硝化细菌对施肥不敏感,群落稳定。系统发育分析结果表明,nos Z型反硝化细菌主要与假单胞菌属(Pseudomonas)具有较近的亲缘关系。

土壤nirS、nosZ型反硝化菌群落结构及多样性对牛场肥水灌溉水平的响应

以河北徐水县长期定位牛场肥水灌溉试验田为研究对象,采用末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)和克隆文库相结合的方法,研究了不同施肥条件下0～20、20～40 cm土层中土壤nirS、nosZ型反硝化细菌群落结构特征变化。结果表明:nirS型反硝化细菌群落结构在0～20、20～40 cm土层中存在垂直分布差异,且0～20 cm土层中nirS群落结构对施肥种类、肥水浓度及灌溉次数不敏感,而20～40 cm土层中nirS群落结构对施肥条件敏感性提高;施肥处理和土层均对nosZ型反硝化细菌的群落结构产生显著影响。nirS、nosZ基因的多样性指数研究显示,施肥条件下nirS基因多样性指数未发生显著变化,但nosZ基因多样性指数有明显不同。相同施氮量(约300 kg·hm^(-2))的处理下,高浓度肥水灌溉(T5)相比常规施肥处理(CF)能更好地促进两土层中nosZ基因多样性发展。本研究还发现0～20 cm土层中的nirS、nosZ基因多样性指数均低于20～40 cm土层。本研究土壤中nirS型反硝化细菌主要与β-变形菌纲的固氮弧菌属(Azoarcus)、贪铜菌属(Cupriavidus)、红长命菌属(Rubrivivax)和γ-变形菌纲的假单胞菌属(Pseudomonas)和Rhodanobacter菌属具有较近的亲缘关系,少部分nirS型反硝化菌属于未知菌。土壤中nosZ型反硝化细菌主要与α-变形菌纲的根瘤菌属(Rhizobium)、β-变形菌纲的伯克氏菌属(Burkholderiales)和产碱杆菌属(Alcaligenes)、γ-变形菌纲的假单胞菌属(Pseudomonas)有较近的亲缘关系,少部分nosZ型反硝化菌属于未知菌。