绿肥还田对双季稻根际土壤产甲烷古菌群落结构的影响

利用PCR-DGGE技术及克隆文库构建方法研究,尿素、紫云英鲜草翻压还田、黑麦草鲜草翻压还田和不施氮肥4种处理对双季稻不同生育时期(早稻季:分蘖期,拔节期,成熟期;晚稻季:分蘖期,扬花期,成熟期)稻田根际土壤中产甲烷群落结构的影响。结果表明,双季稻不同取样时期和各处理中产甲烷古菌群落结构稳定且相似,早稻季和晚稻季的优势群落均为甲烷微菌目(Methanomicrobiales)、Rice Cluster I(RC-I)、甲烷鬃菌科(Methanosaetaceae)、甲烷杆菌属(Methanobacterium),但早稻季产甲烷古菌群落的Shannon-Weiner指数(H)和丰富度指数(R)整体低于晚稻季。紫云英和黑麦草鲜草翻压还田处理较尿素处理更为明显地提高了双季稻(一年)稻田根际土壤中产甲烷古菌群落的Shannon-Weiner指数和丰富度指数,但均暂未对产甲烷群落结构产生决定性影响。     

农药污染对黄松稻田土壤产甲烷菌数量和甲烷排放通量影响的研究

本文报道在实验室条件下,施用杀虫剂(呋喃丹)、杀菌剂(多菌灵)和除草剂(丁草胺)后,对黄松稻田土壤产甲烷菌数量和甲烷排放通量的影响。结果表明黄松稻田土壤产甲烷菌数量和甲烷排放通量范围分别为(0 84～42 14)×105cfu·g干土-1,(1 42～6 08)×10-6mol·g干土-1·d-1。低浓度的呋喃丹(1mg·kg干土-1)和丁草胺(1mg·kg干土-1)可增加黄松稻田土壤产甲烷菌种群数量和甲烷排放通量。但加入的呋喃丹、多菌灵和丁草胺量分别大于10mg·kg干土-1、5mg·kg干土-1和10mg·kg干土-1时,对产甲烷菌数量和甲烷排放通量呈现明显的抑制作用,7d时抑制作用最大,然后逐渐减轻,至28d时,基本恢复至对照水平。且加入量越大,农药在水稻田土壤中的滞溜时间也越长,对黄松稻田土壤产甲烷菌数量和甲烷排放通量的抑制作用越大。     

酵母发酵饲料对瘤胃菌群数量及多样性的影响

本试验研究日粮中添加酵母发酵饲料对蒙古绵羊瘤胃菌群数量及多样性的影响。选用10只安装永久性瘤胃瘘管且体重约40 kg的14月龄蒙古羯羊,分为对照组和试验组,每组各5只。对照组饲喂基础日粮,试验组饲喂基础日粮+酵母发酵饲料(13.37%)。预试期15 d,正试期5 d。于正试期晨饲后0、3、6、9、12 h依次采集瘤胃液,每天采集一个时间点,共采集5次。实时荧光定量PCR(探针法)检测9种瘤胃菌群的数量,并用16S rRNA高通量测序技术分析菌群多样性。结果表明:试验组溶纤维丁酸弧菌、黄色瘤胃球菌、产琥珀酸丝状杆菌、埃氏巨球型菌、牛链球菌和栖瘤胃普雷沃氏菌数量均高于对照组(P<0.05),反刍兽甲烷短杆菌数量低于对照组(P<0.05),嗜淀粉瘤胃杆菌和白色瘤胃球菌在两组间差异不显著;试验组中菌群多样性低于对照组(P<0.05),拟杆菌门、纤维杆菌门、密螺旋体门含量升高,厚壁菌门含量降低(P>0.05);理研菌科_RC9菌属含量升高,克里斯滕森菌属_R-7含量降低(P<0.05)。综上,酵母发酵饲料能够影响瘤胃菌群数量,改善瘤胃菌群结构,降低瘤胃菌群的多样性。     

产甲烷菌的研究进展

产甲烷菌是重要的环境微生物,在自然界的碳素循环中起着重要的作用。了解产甲烷菌的研究进程、一般特征、研究方向,将有助于对甲烷菌获得更深刻的理解。     

瘤胃纤毛虫对甲烷菌和甲烷产量的影响

反刍动物体内甲烷的产生是瘤胃内发酵能量损失的主要原因 ,减少甲烷的产生对提高饲料能量利用率和改善环境有重要意义。为调节和控制瘤胃内甲烷产量 ,需要对甲烷产生的代谢机制进行探讨。研究表明 ,甲烷菌与瘤胃纤毛虫关系密切 ,本文从甲烷菌和纤毛虫两者的关系入手对瘤胃甲烷的产生进行探讨     

Simultaneous inhibition of CH4 efflux and stimulation of sulphate reduction in peat subject to simulated acid rain

Acid rain sulphate (SO₄²⁻) deposition is a known suppressant of methane (CH₄) emission from wetlands. However, the hypothesised mechanism responsible for this important biogeochemical interaction, competitive exclusion of methanogens by dissimilatory SO₄²⁻ reducing bacteria (SRB), lacks supporting evidence. Here, we present data from an acid rain simulation experiment in the Moidach More peat bog of NE Scotland that strengthens this hypothesis. We report a tenfold increase in estimated SO₄²⁻ reduction during periods when measured CH₄ emission rates were suppressed relative to controls receiving only one-tenth the SO₄²⁻ of treated plots, but no treatment effect on potential methane oxidation. This tenfold increase in estimated SO₄²⁻ reduction indicates the presence of a more active population of SRB in plots where CH₄ emissions were reduced by over 30%.     

生物炭与氮肥对稻田甲烷氧化菌和产甲烷菌数量和潜在活性的影响

基于稻田中氮肥配施生物炭的田间定位试验，研究了施用生物炭与氮肥对旱季稻田土壤理化性质、甲烷氧化与产生潜势及甲烷氧化菌和产甲烷菌丰度的影响。田间试验共设置5个处理：单施生物炭、单施氮肥、氮肥配施生物炭（生物炭设置两个水平）以及对照。结果表明：施用生物炭三年后显著提高了有机碳和微生物生物量碳含量（p﹤0.05），与单施氮肥处理相比，氮肥配施生物炭后可显著提高土壤pH。与对照相比，单施生物炭显著提高土壤甲烷氧化潜势。在施氮条件下，甲烷氧化潜势与生物炭施用量之间存在正相关关系，与氮肥配施20 t hm-2处理相比，40 t hm-2生物炭处理甲烷氧化潜势增长53.8%。氮肥配施高倍生物炭与配施低倍生物炭处理相比产甲烷潜势由0.001提高至0.002 mg kg-1 h-1；氮肥施用一定程度上抑制了甲烷氧化菌数量的增长，单施氮肥处理中产甲烷菌数量较对照处理显著增加了3.0%；单施或配施低水平生物炭显著增加土壤甲烷氧化菌数量。氮肥显著降低了甲烷氧化菌与产甲烷菌基因丰度比（pmoA/mcrA）。而在同氮肥水平下施加生物炭显著增加了土壤pmoA/mcrA比值，即生物炭对甲烷氧化菌的促进作用显著高于产甲烷菌，提高了旱季稻田土壤的甲烷氧化能力，因此有助于减少稻田土壤甲烷的排放。     

长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响

大气CO2浓度升高可直接或间接影响稻田CH4排放。深入研究长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放及其相关微生物的影响，对评估和应对未来气候背景下稻田CH4排放的响应具有重要意义。为探明长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响及其机制，依托连续运行10年以上的中国稻田FACE（free-air CO2 enrichment）平台，观测2016—2017年正常大气条件（ACO2）和大气CO2浓度升高200 μmol?mol-1条件（ECO2）下稻田CH4排放通量、产甲烷菌和甲烷氧化菌群落丰度，并采用Meta分析方法定量研究CO2熏蒸年限对稻田CH4排放及其相关微生物群落丰度的影响。结果表明：对比ACO2处理，长期ECO2处理使稻田CH4排放降低28%（P<0.05），产甲烷菌群落丰度降低39%（P<0.05），同时甲烷氧化菌群落丰度增加21%（P>0.05）。Meta分析结果发现，随着CO2熏蒸年限的增加，大气CO2浓度升高对稻田CH4排放和产甲烷菌群落丰度的促进作用逐渐减弱，对甲烷氧化菌群落丰度的促进作用却逐渐增大。因此，未来气候条件下，长期大气CO2浓度升高会降低稻田CH4排放，这对缓解水稻种植带来的温室效应具有重要意义。