2009年春季东海的生物固氮速率

2009年4～5月间,应用15N2示踪法实测了东海25个站位的生物固氮速率,结合温度、盐度等要素的分布,分析生物固氮速率的空间变化及其影响因素.结果表明,春季东海的生物固氮速率介于102 ～ 16 349 nmol/（m3·d）之间,平均为2441 nmol/（m3·d）.生物固氮速率的空间变化呈现径流影响区最高,黑潮影响区与陆架其他区域相近的特点,径流影响区的平均生物固氮速率约为黑潮影响区和陆架其他区域的2倍,这可能与固氮生物种类的空间变化有关.春季东海的积分固氮速率平均为129 μmol/（m2·d）,结合此前获得的夏、秋、冬季的积分固氮速率,估算出东海生物固氮速率的年均值为50 μmol/（m2·d）,因而东海的年固氮通量估计为1.4×1010 mol/a,约占全球海洋年固氮通量的0.15％.对东海进行的氮源汇分析表明,生物固氮作用、长江径流输入和大气沉降输入等氮输入通量分别为1.4×1010、7.9×1010和3.9×1010mol/a,反硝化作用和沉积物颗粒氮埋藏的迁出通量分别为9.5 ×1010和3.7×1010 mol/a,东海氮的源汇通量均为13.2×1010 mol/a,表明东海氮的收支基本处于平衡状态.

夏季台湾海峡南部海域上层水体的生物固氮作用

2011年6—7月,利用15N2示踪法实测了台湾海峡南部海域的生物固氮速率,结合温度、盐度、天然颗粒物氮同位素组成的分布,分析并讨论了影响研究海域生物固氮速率的环境因素。结果表明,夏季台湾海峡南部海域的生物固氮速率介于168—1080 nmol m-3d-1之间,平均为537 nmol m-3d-1,较高的生物固氮速率大多出现在次表层水体中。研究站位的积分固氮速率变化范围为11—40μmol m-2d-1,平均为23μmol m-2d-1。积分固氮速率的空间变化与不同水团的影响有关,在受黑潮水影响的海域,生物固氮速率较高,而在上升流和受河流冲淡水影响的海域,生物固氮速率较低,说明较低的水温及较高的无机氮营养盐可能会抑制研究海域的生物固氮作用。研究海域天然颗粒物δ15N与生物固氮速率之间呈现良好的负相关关系,表明天然颗粒物氮同位素组成可定性指征研究海域生物固氮作用的强弱。

3种水稻土中7株固氮蓝细菌的分离与特征

【背景】蓝细菌是水生和陆地生态系统中生物固氮的主要贡献者。【目的】增加对稻田土壤固氮蓝细菌的了解,获得用于进一步研究的可培养固氮蓝细菌菌株。【方法】选择3种具有不同固氮能力的水稻土,采用BG11-N培养基分离培养固氮蓝细菌菌株,对新分离菌株进行形态特征观察,通过基因组DNA的nifH基因扩增明确其固氮潜力,进一步采用乙炔还原法和15N2示踪法定量测定其固氮能力,通过基因组DNA的16SrRNA基因序列比对进行鉴定。【结果】在光照培养条件下,采用BG11-N培养基共分离纯化得到自养菌株7株,细胞呈圆形或椭圆形、单列、无分枝、丝状和念珠状,在固体培养基上形成团垫状菌落。新分离菌株在BG11-N培养基中生长状况良好,以基因组DNA为模板可扩增出nifH基因,乙炔还原法和15N2示踪法测定结果显示具有较高固氮能力,同时具有铁载体生成能力。结合16S rRNA基因序列比对和形态特征,7株菌被初步鉴定隶属于念珠藻科(Nostocaceae)。【结论】从水稻土中分离到在稻田生物固氮中发挥重要作用的蓝细菌(念珠藻科)菌株,可培养固氮蓝细菌菌株固氮能力较高,兼具铁载体生成能力,可作为进一步深入研究的微生物资源,具有潜在的研究应用价值。