生物氨推动农业和能源绿色转型

氨涉及农业和能源是生物经济的两大核心领域。不依赖化石资源生产、且无二氧化碳排放的清洁氨,既可用做绿色化肥原料,又能提供无碳排放的清洁燃料,有助于推动农业和能源绿色转型。本文从技术优势、主要生产技术、应用情况以及商业化挑战等方面对生物氨发展现状进行综述,结合我国实际情况分析发展生物氨作为农业和能源绿色转型重要手段的可行性。生物炼制农林废弃物得到生物炭和纸浆、生物聚酯、生物燃料等高价值产品,利用现有合成氨装置用生物炭制氢生产清洁氨,在经济上可与传统化石氨竞争。我国每年有10亿吨可利用农林废弃物做原料保障,生产6000万吨生物氨,可使农民增收1200亿元,创造10000亿元产值,减排2亿吨二氧化碳,对促进生物经济高质量发展具有重要作用。

甘氨酸衍生物氨肽酶抑制剂的合成

目的探讨甘氨酸衍生物类氨肽酶N(APN)抑制剂类抗肿瘤药物的合成。方法通过对已知的类肽类APN抑制剂结构特征的总结,设计并合成3个系列酰胺衍生物。结果通过IR、MS和1H-NMR确定其化学结构,所合成的化合物1a-f、2a-f和3a-f均未见报道,为新化合物。结论化合物3b可以作为APN的先导化合物。

稻鳝种养模式对土壤氨氧化微生物群落多样性和结构的影响

为深入了解稻鳝种养模式对土壤氮循环关键微生物的影响,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序系统,分析了稻鳝种养模式下氨氧化微生物[氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和完全氨氧化微生物(Comammox)]的群落结构和多样性,以明确该模式对土壤氨氧化微生物群落的影响机制。试验设置两个处理(常规稻田处理和稻鳝种养处理),分别在处理小区的中心区域和沟渠边缘区域取样,即:常规稻田中心区域(CCS)、常规稻田沟渠边缘区域(CMS)、稻鳝种养处理中心区域(ICS)和稻鳝种养处理沟渠边缘区域(IMS)。结果表明:与常规稻田处理相比,稻鳝种养模式显著降低了土壤pH,减少了稻田中心区域和边缘区域间有机质和总氮的含量差异,增加了土壤硝化势;相较于常规稻田处理,稻鳝种养模式显著提高了AOA、Comammox Clade-A和Comammox Clade-B的丰富度,显著降低了AOB的丰富度;同时,IMS显著提高了AOA的群落多样性,但降低了AOB的群落多样性;土壤pH、有机质和速效氮是影响氨氧化微生物的关键环境因子(P<0.05);AOA和Comammox促进了土壤硝化速率,而AOB反之;稻鳝种养模式改变了氨氧化微生物群落的结构,并增强了氨氧化微生物之间的信息交流,使其内部连接更加紧密。研究表明,稻鳝种养模式通过改变土壤环境因子,特别是土壤pH、有机质和速效氮,显著影响了土壤氨氧化微生物群落的组成、结构和多样性,增强了氨氧化微生物之间的相互作用,对土壤氮循环关键微生物产生了重要影响。

橘园绿肥种植对土壤氨氧化微生物的影响

本研究以当阳凤凰山长期定位施肥柑橘试验基地为平台,进行了自然生草(NG)、人工种植光叶苕子(LP)以及光叶苕子混播于自然生草(NL)等三种绿肥处理,通过植物群落调查、土壤理化性质测定,以及qPCR和Illumina Miseq高通量测序的方法,阐明橘园土壤氨氧化微生物AOA和AOB的功能基因丰度和群落结构对不同绿肥种植处理的响应特征,并探讨植物群落和土壤理化因子对它们的影响。研究结果表明:相比于NG,人工种植绿肥(LP和NL)对AOA和AOB数量的影响不一,LP降低了AOA和AOB的amoA基因拷贝数,NL降低了AOA-amoA但增加了AOB-amoA基因拷贝数;LP和NL中AOA的Ace指数和Chao指数显著高于NG,LP中AOB的Shannon指数显著高于NG,三个处理的β多样性差异显著;三种绿肥种植处理下AOA共获得119个OTU,优势门和属分别是泉古菌门和norank—Crenarchaeota,其中norank—Crenarchaeota在NG中的相对丰度显著高于LP和NL;AOB共获得142个OTU,优势门和属分别是变形菌门和亚硝化螺菌属,其中亚硝化螺菌属的相对丰度在不同处理中有显著差异,其LP中最高,为45.87%;Mantel检验和冗余-层次分割分析结果表明,氨氧化微生物的丰度、多样性和组成受到绿肥种植后的植物因子(如群落高度、盖度、多样性、地上生物量和地下生物量、根系碳氮含量等)和土壤因子(如pH、土壤含水量、总碳、总氮、铵态氮、硝态氮和速效磷含量等)的共同影响。该研究说明在橘园种植绿肥可改变地上植物群落特征和土壤理化性质,从而使土壤中氨氧化微生物的数量和群落结构发生变化,其中光叶苕子混播于自然生草的生草模式可明显增加土壤氨氧化微生物量,促进土壤的硝化作用和改善果园生态环境,因此,实际应用中可优先考虑此模式。

丙氨酸衍生物的合成及对碳钢的缓蚀性能研究

以丙氨酸为原料制备丙氨酸盐酸盐,再通过酰胺化反应,合成丙氨酸衍生物,采用红外和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征。利用失重法、电化学方法和扫描电镜研究了丙氨酸及丙氨酸衍生物在30℃、0.5 mol/L硫酸介质中对碳钢的缓蚀效果。结果表明,丙氨酸衍生物由于增加了疏水烷烃长链,缓蚀效果明显优于丙氨酸。失重法和电化学法缓蚀性能测试均表明在丙氨酸衍生物投加量300 mg/L时,缓蚀率即可达到90%以上。缓蚀剂在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型。丙氨酸衍生物在较低质量浓度(50~100 mg/L)时对阳极金属氧化反应起到抑制作用,为阳极型缓蚀剂;在较高质量浓度(200~500 mg/L)时会同时降低阴极析氢反应和阳极金属氧化反应的速率,从而降低整体腐蚀反应的速率,为混合型缓蚀剂。

互花米草入侵对闽江口湿地土壤氨氧化微生物群落的影响

为了探究互花米草入侵影响下闽江河口湿地土壤中氨氧化微生物的群落结构及多样性特征,利用高通量测序技术对闽江河口互花米草不同海向入侵阶段湿地(BF:入侵前的光滩;SA M:入侵1~2年的互花米草湿地;SAM:入侵6~7年的互花米草湿地)土壤中的氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落结构及多样性进行了分析.结果表明:互花米草入侵影响下湿地土壤中AOA的OTUs、Chao1指数和Shannon指数均显著高于AOB.互花米草海向入侵降低了土壤中AOA的群落丰富度(OTUs和Chao1指数)和AOB的群落多样性(Shannon指数),但增加了AOA的群落多样性和AOB的群落丰富度.不同入侵年限土壤中的奇古菌门(Thaumarchaeota)均是AOA的绝对优势菌门,但AOB在BF和SA M土壤中均以泉古菌门(Crenarchaeota)占优(>90%),而在SAM中以变形菌门(Proteobacteria)占优;不同入侵年限土壤中的Nitrosopumilus均是AOA的优势菌属(>98%),而未分类菌属均是AOB的优势菌属(>90%).互花米草入侵增加了样本间微生物的空间异质性(尤其是AOB),这主要与互花米草较强的拦沙促淤能力增加了环境因子的空间异质性有关.互花米草海向入侵影响下AOA对湿地土壤氨氧化过程起着主导作用.互花米草海向入侵主要通过显著改变土壤pH、EC等理化因子以及氮养分条件而间接影响氨氧化微生物的群落结构及多样性.

氨氧化微生物对硝化潜势和N_(2)O生成的贡献

采用逆转录实时荧光定量PCR技术,分析了春季东海表层沉积物中氨氧化微生物amoA基因表达水平的空间分布特征;并通过培养实验,探究了沉积物中活性氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)及氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)对硝化潜势和N_(2)O生成的相对贡献.结果显示,表层沉积物中AOA amoA基因表达水平(4.49×10~2~2.17×10~6copies/g)显著高于AOB(6.60×10~1~7.65×10~5copies/g),二者的amoA基因表达水平均表现出近岸低(AOA:8.92×10~5copies/g;AOB:2.06×10~3copies/g)、远岸高(AOA:1.05×10~6copies/g;AOB:4.06×10~4copies/g)的空间分布特征;近岸沉积物的硝化潜势高于远岸;从近岸到远岸,硝化过程由AOA主导逐渐转变为AOB主导.在N_(2)O生成过程中,NH_(4)^(+)的添加能显著促进N_(2)O的生成;相对于AOA,AOB在N_(2)O生成过程中发挥着更加重要的作用.

新疆棉田灰漠土氨氧化微生物群落对灌溉水盐度和施氮量的响应

采用灌溉水盐度和施氮量两因素试验,其中灌溉水盐度设置2个水平:0.35 dS·m^(-1)(淡水,FW)和8.04 dS·m^(-1)(咸水,SW),施氮量设2个水平:0(不施氮,N0)和360 kg·hm^(-2)(施氮,N360),以咸水滴灌的棉田土壤为材料,测定了土壤理化性质和生物学指标,结果显示:(1)咸水滴灌显著增加土壤EC 1∶5和NH_(4)^(+)-N含量,分别增加了457.74%和73.02%,但显著降低土壤NO_(3)^(-)-N含量,降低了35.88%;施氮显著增加土壤EC 1∶5、NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量,分别增加了32.09%、668.33%和39.88%。(2)咸水滴灌显著降低了土壤潜在硝化势,较淡水处理降低了28.97%;施氮显著增加了土壤潜在硝化势,较不施氮处理增加了317.27%。(3)咸水滴灌显著降低氨氧化细菌(AOB)和全程氨氧化细菌A分支(amoA-clade-A)和B分支(amoA-clade-B)的基因拷贝数,分别降低了81.27%、73.49%和62.51%,但显著增加氨氧化古菌(AOA)的基因拷贝数,增加了487.94%;氮肥施用均显著增加了氨氧化微生物的基因拷贝数,分别增加了511.20%(AOA)、958.13%(AOB)、72.66%(amoA-clade-A)和31.18%(amoA-clade-B)。(4)氨氧化微生物优势菌属为假单胞菌属、嗜甲基菌属、亚硝化螺菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属、硝化螺菌属、寡养单胞菌属、食甲基菌属、螯台球菌属、囊胞杆菌属、亚硝基单胞菌属、红假单胞菌属、芽孢杆菌属和拉姆利式杆菌。(5)咸水滴灌降低了AOA的多样性和丰富度及amoA-clade-A的多样性,但增加了AOB和amoA-clade-B的多样性和丰富度及amoA-clade-A的丰富度;氮肥施用显著降低了AOA和AOB的丰富度及amoA-clade-A的丰富度和多样性,但增加了amoA-clade-B的丰富度和多样性。综上,盐分是影响氨氧化微生物群落结构的主要驱动因子,氨氧化古菌是土壤氨氧化作用的优势物种,而氨氧化细菌和全程氨氧化细菌A分支是咸水滴灌棉田氨氧化作用的主导微生物种群。

秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤氨氧化微生物与氮循环相关酶活性的影响

【目的】探讨不同外源碳(玉米Zea mays秸秆及其生物质炭)输入对亚热带毛竹Phyllostachys edulis林土壤氨氧化微生物和氮循环相关酶活性的影响,以揭示其对土壤硝化作用的生物学机制。【方法】以亚热带毛竹林为研究对象,设置3个处理:对照(不施用)、施用玉米秸秆(5 t·hm^(-2))和施用玉米秸秆生物质炭(5 t·hm^(-2)),进行为期1 a的野外试验。于试验的第3个月和第12个月采集土壤样品,利用荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)及高通量测序技术分析不同处理下毛竹林土壤氨氧化微生物群落结构特征、酶活性与总硝化速率的变化规律。【结果】与对照相比,秸秆及其生物质炭处理显著改变了土壤氨氧化细菌(AOB)丰度和群落结构(P<0.05),而对氨氧化古菌(AOA)丰度和群落结构无显著影响;秸秆处理显著提高土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属Nitrosospira的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性以及总硝化速率,而生物质炭处理则使其显著降低(P<0.05)。相关性分析表明:氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性与铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、水溶性有机氮(WSON)和土壤总硝化速率呈正相关(P<0.05)。冗余分析表明:土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、微生物生物量氮(MBN)和水溶性有机氮质量分数对氨氧化细菌群落结构存在显著影响(P<0.05)。【结论】秸秆生物质炭输入通过降低土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和水溶性有机氮质量分数,从而降低土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌相对丰度,削弱氮循环相关酶活性,进而抑制土壤硝化作用。与秸秆直接输入相比,秸秆生物质炭有利于减少毛竹林土壤氧化亚氮气体排放以及土壤氮素损失。

典型旱作农田土壤氧化亚氮排放的氨氧化微生物相对贡献

氨氧化过程对氧化亚氮(N2O)排放具有重要贡献。在不同土壤类型和农田管理下,氨氧化微生物类群对N2O排放的相对贡献组成规律还缺乏系统的研究。选取典型农田耕层土壤(潮土、黑土、砖红壤和红壤),以及有机肥改良的砖红壤剖面土壤,采用选择性抑制法(乙炔和辛炔)研究氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌和全程硝化菌(AOA+comammox)以及异养硝化菌对土壤硝化潜势、净硝化速率及N2O排放的相对贡献。结果表明,在耕层的潮土、黑土、砖红壤和红壤中,硝化潜势随土壤由酸性至碱性显著提高(P<0.05),分别为N 32.5、6.6、4.8和2.3 mg·kg^(-1)·d^(-1),AOB主导四种土壤的硝化潜势(58%~100%)。对耕层的潮土、黑土和砖红壤进一步分析,表明净硝化速率和N2O排放均随pH的增加显著提高(P<0.05),与硝化潜势的规律一致。在潮土和砖红壤中,AOB和AOA+comammox对净硝化速率贡献相当(均在30%~40%),而黑土的净硝化速率由AOB主导(72%)。在潮土、黑土和砖红壤中,N2O排放均由AOB主导(58%~92%)。在有机肥改良的砖红壤剖面土壤中,随土壤由深层至表层,pH、硝化潜势、净硝化速率及N2O排放显著提高(P<0.05)。AOA+comammox主导表层硝化潜势及净硝化速率的提高(分别贡献63%和54%),AOB主导N2O排放的增加(贡献54%)。研究结果为制定与土壤氨氧化特性及土壤性质相匹配的N2O减排措施提供了新的科学依据。

氮添加对亚热带毛竹林土壤硝化潜势和氨氧化微生物的影响季节差异

氨氧化是硝化作用的限速步骤,也是评估氮沉降如何影响土壤氮循环过程的重要指标。氮添加5年后,在湿季(6月)和干季(12月)采集亚热带毛竹林土壤样本,结合室内磷添加实验,探究了不同季节氮添加对土壤硝化潜势和氨氧化微生物的影响及其机理。研究结果表明,在两个季节中,氮添加显著提高土壤铵态氮含量,降低土壤磷有效性;氮添加仅显著降低干季土壤pH。相比于湿季,氮添加对干季土壤硝化作用和氨氧化微生物的影响更大。高氮添加显著增加干季土壤硝化潜势、氨氧化古菌(AOA)基因丰度和多样性,改变AOA的群落结构;而氮添加仅显著改变湿季土壤氨氧化细菌(AOB)的群落结构。在两个季节中,与仅添加磷的土壤相比,氮和磷共同添加下土壤的AOA、AOB基因丰度和硝化潜势显著更高。上述结果表明,磷添加改变了氮添加对氨氧化微生物活性和硝化潜势的影响。此外,回归分析显示,在没有添加磷时,土壤硝化潜势与AOA基因丰度呈显著正相关关系;在添加磷后,土壤AOA和AOB基因丰度均与土壤硝化潜势存在显著的正相关关系。这说明氮添加下土壤磷有效性的降低在一定程度上抑制了AOB活性及其对硝化潜势的贡献。总之,该研究结果为更好理解气候变化下亚热带贫磷土壤硝化作用和氮循环过程提供了理论基础。

氨氧化微生物共代谢去除有机微污染物的研究进展

本文综述了有机微污染物在污水厂中的去除,其中氨氧化过程对有机微污染物的去除有着促进作用,进而引出氨氧化微生物的共代谢研究。通过分析共代谢过程中的功能性酶以及转化产物的结构分析,了解污染物的去除命运以及影响去除的一些关键性因素,为此类污染物去除提供新思路。结果表明,氨氧化共代谢是污染物生物去除的主要方式,三种氨氧化微生物都在其中起到重要作用。氨单加氧酶作为共代谢转化的功能性酶,使得污染物发生羟基化而被去除。污水厂中的某些参数对共代谢过程存在影响,如氨氮浓度、温度、SRT等,通过优化相关参数达到污染物去除效率最大化。

基于酶促合成的非天然色氨酸衍生物生化合成研究

色氨酸是生活组成的基本氨基酸之一,是很多非天然色氨酸衍生物的关键。这类衍生物的生物活性极好,在药物开发和生物技术中发挥着重要作用。但传统的化合物生产方法存在许多问题 包括低效率、扩展成本高、环境也受影响。基于酶的生物催化法,持续性和高效是其明显特点,非天然色氨酸衍生物的生产从化学试验室转移到了生物实践。我们首先通过酶促合成,生成了一系列非天然色氨酸衍生物。紧接着,我们利用对分子动力学的理解,优化了酶促反应参数,以促进更高产量的非天然色氨酸衍生物生产。最后,我们证明了这些非天然色氨酸衍生物具有丰富的生物活性,并可以作为生物工程应用的有用资源。本研究结果为非天然色氨酸衍生物的生物工程生产提供了新的策略和见解,为蛋白质工程、药物发现和生物催化提供了有益的参考。

色氨酸及其代谢产物与微生物–肠–脑轴的研究进展

色氨酸是人体必需氨基酸之一,其可在体内通过三条途径代谢,生成多种生物活性分子,通过神经–内分泌、免疫和迷走神经途径参与中枢神经信号传递和宿主肠道内生理功能的调节。胃肠道与肠神经系统、中枢神经系统之间的双向交流被称为肠–脑轴。目前,肠道菌群基于“微生物–肠–脑轴”这一理论,通过影响色氨酸代谢从而对宿主的认知功能和行为产生影响得到广泛关注。本文就色氨酸及其代谢产物通过“微生物–肠–脑轴”途径影响宿主大脑发育的作用机制、内在联系作一综述,以期为临床改善认知功能提示新思路、新靶点。

色氨酸生物合成的稳态优化

本文研究了色氨酸生物合成的稳态优化。针对色氨酸生物合成过程的三维非线性动力系统,建立了使色氨酸消耗和分泌的综合项最大的稳态优化控制模型。根据IOM方法,将非线性优化问题近似转化为线性优化问题来求解,最后得到了一个稳定而且鲁棒的稳态,在该稳态下,色氨酸产率提高为基本稳态时的9倍,这一数值结果表明了优化算法的实用性和有效性。

不同水平精氨酸衍生物对断奶仔猪生长性能及腹泻的影响

本实验选用96头21日龄体重相近(5.00±0.23kg)的二元杂(长×大)断奶仔猪研究了不同水平精氨酸衍生物(NGG)对早期断奶仔猪生长性能及腹泻的影响。饲猪随机分配到12栏中,每栏8头,以栏为单位分为3组,每组4个重复。试验组日粮中分别添加0(对照组)、0.08%NGG(低NGG组)和0.16%NGG(高NGG组),试验期为12d。结果表明:与对照组相比,日粮中添加0.08%NGG显著提高了断奶仔猪的平均日采食量(ADFI)(P<0.05)和平均日增重(ADG)(P<0.05),并且显著降低了料肉比(F/G)(P<0.05)、腹泻率(P<0.05)和腹泻指数(P<0.05);与对照组相比,日粮中添加0.16%NGG对ADFI、ADG、F/G、腹泻率和腹泻指数均无显著影响(P>0.05);低NGG组与高NGG组相比,ADG、F/G、腹泻率和腹泻指数均有显著差异(P<0.05),但ADFI差异不显著(P>0.05)。因此日粮中添加0.08%NGG能提高断奶仔猪生长性能、降低腹泻率和缓解仔猪断奶应激,但日粮中添加0.16%NGG对仔猪断奶应激无明显作用。

精氨酸衍生物对微循环的作用

研究了精氨酸双糖甙（ＡＦＧ） 与精氨酸单糖甙（ＡＦ） 对兔微循环的作用。应用无麻醉条件下经动脉给予ＡＦＧ、ＡＦ，然后测定ＡＦＧ、ＡＦ对兔血压及其耳廓细动脉血流速度的影响。经口给予ＡＦＧ，１ ｈ 、２ ｈ 血液中未检出，ＡＦ分别为１ ．６ ｍｇ／１００ ｍ Ｌ 和３ ｍｇ／１００ ｍＬ；腿动脉给药，给予量ＡＦＧ １ ｍｇ／ｋｇ ，动脉血压下降为２－６７ ｋＰａ，持续１ ｍｉｎ。血流速度，ＡＦＧ 为１ ｍｇ／ｋｇ 时，从０ ．６ ｍ ｍ／ｓ 增加到１ ．２ ｍ ｍ／ｓ；２ ｍｇ／ｋｇ 时，从０ ．７ ｍ ｍ／ｓ增加到１ ．４ ｍ ｍ／ｓ。ＡＦ 为１ ｍｇ／ｋｇ 时，从０ ．７ ｍ ｍ／ｓ增加到１ ．９ ｍ ｍ／ｓ。因此认为，在无麻醉条件下，ＡＦＧ 与ＡＦ均能降低兔动脉血压，并能扩张血管。

长期施肥对酸性土壤氨氧化微生物群落的影响

【目的】长期施肥显著影响着酸性土壤的p H,研究由此引起的土壤中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的变化,为土壤培肥提供理论依据。【方法】供试土壤为27年长期定位施肥试验的红壤,供试作物为玉米。选择不施肥对照(CK)、氮肥120 kg/(hm^2·a)(N)、氮磷钾肥(NPK)和猪粪2000 kg/(hm^2·a)(OM)4个处理采集土壤样品,测定了土壤基本理化性状;利用q PCR、PCR-DGGE方法,分析土壤AOA和AOB群落丰度与组成。【结果】1)长期定位施肥导致土壤p H值发生显著变化,N处理的土壤p H值最低,仅为4.03,其次是NPK和CK处理的土壤,OM处理土壤p H值最高,接近中性达6.40。2)与CK相比,长期施肥提高了土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量。3)OM处理显著提高了土壤NH_3浓度,而其它处理对NH_3浓度无显著影响。4)施肥显著增加了土壤AOA的丰度,OM处理提升幅度最大;AOA丰度与土壤有机质碳、全氮呈极显著正相关(P<0.01),与铵态氮、土壤NH_3浓度呈显著正相关(P<0.05),与土壤p H、硝态氮关系不显著(P>0.05);施肥改变了AOA的群落结构,CK、N、NPK处理的群落结构差异不显著,OM处理与另外三个处理差别较大。主要AOA类群是Group 1.1b,少数属于Group 1.1aassociated。RDA分析表明,土壤p H值、有机质、总氮、铵态氮、土壤中NH_3浓度是导致AOA群落变化的主要环境因子。5)仅OM处理对AOB丰度和群落产生了显著影响,主要类群是Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。AOB丰度与土壤NH_3浓度呈极显著正相关(P<0.01),与有机质碳、全氮呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤p H、铵态氮、硝态氮关系均不显著(P>0.05)。【结论】长期施用不同肥料对酸性土壤的理化性质影响差异大,AOA和AOB的丰度和群落结构也发生了明显变化,尤其是施加有机肥之后。来自不同处理的大部分AOA属于Group 1.1b类群,少数属于Group 1.1a-associated类群。仅在OM处理中检测到AOB类群,大部分属于Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。

低温域湿地植物根际硝化强度及氨氧化微生物研究

以低温域（0-15℃）下黄菖蒲（Iris pseudacorus）、菖蒲（Acorus calamus）和香蒲（Typha orientalis）3种湿地植物为研究对象,分别取其根际土壤测定硝化强度,并采用FISH（荧光原位杂交）技术,考察植物根际AOB（氨氧化细菌）、AOA（氨氧化古菌）的数量变化规律.结果表明：低温条件下,香蒲根际土壤的硝化强度最高,平均值为1.40 mg（kg·h）,黄菖蒲和菖蒲的平均值均为0.96 mg（kg·h）.湿地植物根际土壤中的细菌数量（数量级为1010）远高于古菌（数量级为108）,其中AOB为优势菌种,3种湿地植物的AOA数量分别约占总古菌数量的46.0%、47.9%和49.7%.3种湿地植物根际AOB的数量（以湿土计,下同）排序为香蒲（2.57×109g-1）〉黄菖蒲（1.23×109g-1）≈菖蒲（1.14×109g-1）,AOA的数量（以湿土计）排序为黄菖蒲（2.78×108g-1）〉香蒲（2.57×108g-1）〉菖蒲（1.15×108g-1）.微生物分布特性和硝化作用效果均表明,不同植物根际氨氧化过程的主要作用微生物具有一定差异,AOA和AOB对于湿地土壤氮转化均具有不可忽视的作用,并与植物本体、土壤硝化过程微环境之间有一定的耦合关系.

长期偏施氮肥对桑园土壤氨氧化微生物的影响

氮肥能够影响土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和种群结构。利用实时荧光定量PCR(RT-PCR)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究不同氮肥施用年限(4年,4Y;17年,17Y;32年,32Y;0年,0Y)桑园土壤氨氧化微生物丰度及种群结构变化。结果发现,长期施用氮肥导致桑园土壤酸化,与4Y土壤相比,32Y土壤pH降低0.88。4Y处理土壤AOB amoA基因的拷贝数最高,而在32Y土壤中AOA amoA基因拷贝数最高。各处理AOB amoA基因拷贝数为每克干土6.46×10^(5)~8.32×10^(7),明显高于AOA amoA基因拷贝数每克干土1.70×10^(4)~1.20×10^(5)。AOB种群丰度与潜在硝化速率(PNR)呈显著正相关,而AOA种群丰度与土壤pH和PNR的相关性不显著,表明AOB在硝化作用中发挥更为重要的作用。DGGE条带分析表明,氮肥施用年限对AOB种群结构影响较大,而对AOA种群结构影响较小。结果表明,桑园中AOB种群在氮循环中占主导地位,并且长期施用氮肥对桑园土壤AOB丰度和种群结构影响较大,而对AOA影响最小。