長期不同施肥對暗棕壤甲烷氧化菌群落特征與功能的影響

【摘要】：不同施肥方式對我國旱地農(nóng)田土壤甲烷氧化影響的微生物機制尚不明確.本研究利用PCR-DGGE和實時熒光定量PCR技術(shù),結(jié)合甲烷氧化速率和土壤性質(zhì)測定,探索了長期不同施肥條件下暗棕壤的"土壤性質(zhì)-甲烷氧化菌群落特征-土壤甲烷氧化速率"關(guān)系.結(jié)果表明,有機肥和無機肥配施處理顯著降低了土壤甲烷氧化速率,降幅為61.2%,而單獨施用有機肥或無機肥對暗棕壤甲烷氧化速率的影響不顯著;與對照相比,有機肥處理土壤甲烷氧化菌多樣性指數(shù)增加91.9%,有機肥和無機肥配施處理增加102.5%,而單施無機肥后土壤甲烷氧化菌多樣性指數(shù)變化不明顯;有機肥處理土壤的pmoA基因豐度顯著增加,平均pmoA基因豐度為不施用有機肥的12.7倍;土壤甲烷氧化速率與甲烷氧化菌的群落結(jié)構(gòu)和比活性呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.363和0.684,但與甲烷氧化菌群落豐度和多樣性不相關(guān);甲烷氧化菌的群落結(jié)構(gòu)和比活性與土壤pH值、全氮和有機質(zhì)含量呈顯著正相關(guān).上述結(jié)果說明,長期不同施肥可以通過改變暗棕壤的pH值、全氮和有機質(zhì)含量等土壤性質(zhì),改變甲烷氧化菌群落結(jié)構(gòu)和比活性,進(jìn)而影響土壤甲烷氧化速率;有機肥和無機肥配施土壤甲烷氧化菌多樣性和豐度大幅度增加,而甲烷氧化速率卻顯著降低,說明有機肥和無機肥配施土壤中只有部分微生物發(fā)揮了甲烷氧化活性,但有待進(jìn)一步研究. 【作者單位】： 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院;中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)部作物營養(yǎng)與施肥重點實驗室;黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院;黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 暗棕壤 甲烷氧化菌 pmoA基因 實時定量PCR 甲烷氧化速率 冗余分析 Monte Carlo檢驗 PCR-DGGE
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)項目(2005CB121105) 國家科技支撐計劃項目(2006BAD05B05) 國家自然科學(xué)基金項目(40901119)
【分類號】：S154.3
【正文快照】： 大氣中甲烷(CH4)濃度為1.75×10-6μg·mL-1,目前還在以每年1%的速度增加.根據(jù)IPCC的報告,1kg CH4的輻射增溫效益是CO2的21倍,CH4占大氣增溫潛勢的15%～20%,是第二大溫室氣體[1].在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,土壤中甲烷氧化菌的氧化約占大氣甲烷匯的10%,是目前已知的唯一生物匯[1].研究

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