不同温度下尿素对水稻土甲烷产生及相关古菌群落的影响

水稻田是大气甲烷的重要排放源。尿素氮肥施用是提升水稻产量和品质的重要措施,但其对稻田土壤中产甲烷古菌的影响规律仍不清楚。通过模拟水稻生长季节可能的田间温度变化,本研究设置水稻土施加尿素(N,400 mg/kg干土)与未施加尿素两个处理,在15℃、25℃、37℃以及50℃下进行为期100天的厌氧培养,定期测定了培养过程中甲烷累积量以及土壤理化因子如p H、NH_4~+-N以及有机碳的变化,并运用基于16S r RNA基因的T-RFLP(末端限制性片段多态性分析)技术分析了产甲烷过程中古菌群落结构随时间的变化情况。结果表明:在中低温范围内(15~37℃),尿素对水稻土产甲烷有抑制作用,但在50℃高温下尿素对水稻土产甲烷量没有显著影响。尿素可能通过改变产甲烷古菌群落结构来影响甲烷的产生,在15~37℃范围内,尿素降低了水稻土产甲烷古菌群落的稳定性,增大了其在不同时间的差异性;而在50℃高温时,尿素对水稻土产甲烷古菌稳定性和差异性的影响不明显。不同温度下,尿素均降低了甲烷八叠球菌(Methanosarcinaceae)的丰度,且随着温度的变化,尿素对水稻土产甲烷机制的改变可能没有影响。     

温度对厌氧条件下不同pH水稻土氮素矿化的影响

氮矿化反应是土壤生态系统氮素循环的重要环节之一,决定了土壤氮素的可利用性。温度和pH是影响氮素矿化的重要环境因子。为研究厌氧条件下温度对不同pH水稻土氮素矿化的影响,本文以两种不同pH的水稻土为试验对象,在厌氧条件下,设置15℃、25℃、37℃和50℃4个温度,结合一级反应动力学方程式和有效积温式研究温度对土壤氮素矿化势、矿化速率、矿化程度和矿化势/全氮等矿化参数的影响。结果表明,两种土壤氮素矿化势均随着温度的升高而增大。在15~37℃范围内,两种土壤的矿化速率以及矿化程度均随着温度升高而增大,且同种温度下两土壤差异不显著。但在37~50℃范围内,随着温度的升高,两种pH土壤矿化速率以及矿化程度有增大也有减小,差异达1%显著水平。说明在高温范围内,不同pH土壤氮素矿化对温度的响应有很大差异。4个温度下,矿化势/全氮的值均随温度升高而增大,说明有机氮的品质随温度升高而提高。通过温度与矿化参数的相关性分析发现,在15~37℃范围内,各矿化参数与温度均呈正相关,且相关性极显著(P0.01);但37~50℃时,各矿化参数与温度相关性均较小,有的为负相关。本试验测定各培养周期的pH,发现在培养过程中,两种土壤pH波动不大,对土壤氮矿化的变化无影响。结果表明,厌氧条件下,尽管中、低温时不同pH水稻土氮素矿化对温度有相似的响应,但高温时不同pH土壤的氮素矿化显著不同。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)两种养殖塘水体古菌的季节变化

结合基于古菌16S rRNA 基因的末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术与克隆测序技术对象山港三疣梭子蟹–脊尾白虾混养模式下改良塘 M1(塘底铺网、四周铺砂的养殖塘)以及传统塘M2(土塘)不同季节水体古菌群落结构和多样性进行分析。结果显示,M1、M2养殖塘水体古菌群落均由泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)组成。M1、M2水体古菌群落组成在养殖初期较相似,但随着养殖时间的推移,古菌群落结构组成发生显著差异。M2养殖水体古菌群落结构随时间变化的差异性大于 M1,说明 M2养殖生态古菌群落稳定性低于 M1,底铺网、四周铺砂的改良措施可以减少古菌群落变化的幅度。相关性分析发现,多样性指数高时,古菌分布受环境的影响较小;2种养殖塘水体古菌分布受温度、溶解氧、总氮和总磷的影响较大。     

不同温度下尿素对水稻土甲烷产生及相关古菌群落的影响

水稻田是大气甲烷的重要排放源。尿素氮肥施用是提升水稻产量和品质的重要措施,但其对稻田土壤中产甲烷古菌的影响规律仍不清楚。通过模拟水稻生长季节可能的田间温度变化,本文对水稻土进行施加尿素（400 mg N/kgdry soil）与未施加尿素（0 mg N/kgdry soil）两个处理,并在15℃、25℃、37℃以及50℃四个温度下进行为期100d的厌氧培养,定期测定了培养过程中产甲烷累积量以及土壤理化因子pH、铵氮以及有机碳的变化。并运用基于16S rRNA基因的T-RFLP（末端限制性片段多态性分析）技术分析了产甲烷过程中古菌群落结构随时间的变化情况。结果表明,在中低温范围内（15℃-37℃）,尿素对水稻土产甲烷有抑制作用,但在50℃高温下尿素对水稻土产甲烷量没有显著影响。尿素可能通过改变产甲烷古菌群落结构来影响产甲烷,在15℃-37℃范围内,尿素降低了水稻土产甲烷古菌群落的稳定性,增大了其在不同时间的差异性;而在50℃高温时,尿素对水稻土产甲烷古菌稳定性和差异性的影响不明显。不同温度下,尿素均降低了甲烷八叠球菌（Methanosarcinaceae）的丰度,且随着温度的变化,尿素对水稻土产甲烷机制的改变可能没有影响。     

两种三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)养殖塘中浮游细菌的季节变化

结合基于细菌16S rRNA基因的T-RFLP技术与克隆测序技术,对象山港三疣梭子蟹、脊尾白虾混养模式下改良塘M1(塘底铺网四周铺砂)以及传统塘M2(土塘)水体不同季节细菌群落结构和多样性进行分析。结果显示,M1、M2养殖塘水体细菌群落主要由变形纲门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)组成。养殖过程中,细菌群落结构随时间发生了显著变化,不同养殖塘水体细菌群落结构变化的方向不同。M1养殖塘水体由放线菌门主导的群落结构向蓝藻菌门以及变形菌门主导的群落结构发展,M2养殖水体由蓝藻菌门主导的向变形纲门主导的群落结构发展,说明养殖后期改良塘水体有利于蓝藻细菌的生长。无论是M1还是M2,拟杆菌门在8-9月含量最高,且养殖过程中在M2水体的含量始终高于M1。随着养殖时间的推移,M1养殖塘水体细菌群落由多样性指数高的稳定性结构向多样性指数低的不稳定性结构转变,而M2水体养殖后期仍保持较高的多样性指数。PCA分析结果显示,M1养殖塘水体细菌群落差异性大于M2,说明M2水体细菌群落对环境变化的抵御能力大于M1。相关性分析结果显示,不同养殖塘水体细菌群落分布受环境的影响效应不同。