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苜蓿种植年限对土壤硝化潜势和氨氧化微生物丰度的影响
引用本文:张耀全,马欣,罗珠珠,牛伊宁,李玲玲,蔡立群,谢军红.苜蓿种植年限对土壤硝化潜势和氨氧化微生物丰度的影响[J].干旱地区农业研究,2020,38(5):39-44.
作者姓名:张耀全  马欣  罗珠珠  牛伊宁  李玲玲  蔡立群  谢军红
作者单位:甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃 兰州 730070;甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃 兰州 730070;甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点实验室,甘肃 兰州 730070
基金项目:国家自然科学基金(31860364,31560379,41461067);甘肃省国际科技合作基地项目(GSPT-2018-56);甘肃省科技计划项目(18JR3RA175);甘肃农业大学学科建设基金项目(GAU-XKJS-2018-195)
摘    要:依托布设在黄土高原半干旱区的长期定位试验,通过高通量测序研究不同种植年限(L2003、L2005和L2012)苜蓿土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度,并分析揭示了影响氨氧化微生物丰度的环境因子。研究结果表明,土壤硝化潜势随苜蓿种植年限延长逐渐下降,其中,L2012、L2005和L2003处理的硝化潜势分别为0.05、0.04、0.04 μg·g-1·h-1,且处理间差异显著(P<0.05);土壤全氮含量随苜蓿种植年限延长逐渐增加,其中,L2012、L2005和L2003处理的全氮含量分别为1.02、1.14、1.18 g·kg-1,且处理间差异显著(P<0.05),L2003和L2005处理的全氮含量分别比L2012高15.69%和11.76%;土壤硝态氮含量表现为随种植年限延长显著增加(P<0.05),L2003处理和L2005处理硝态氮含量分别比L2012处理提高59.73%和33.62%。高通量测序发现,AOA amoA基因拷贝数为9.75×106~12.68×106个·g-1,明显高于AOB的5.01×106~7.70×106<个·g-1,AOA丰度随苜蓿种植年限延长显著增加(P<0.05),但AOB丰度表现出随种植年限延长先升高后降低的趋势,这表明黄土高原半干旱区苜蓿土壤氨氧化微生物以AOA占主导地位。相关分析表明,AOA丰度与土壤全氮(r=0.853)和硝态氮(r=0.833)均呈极显著正相关,但与硝化潜势(r=-0.802)呈极显著负相关,AOB丰度与土壤氮素含量和硝化潜势没有明显相关性。由此可见,黄土高原半干旱区苜蓿土壤氨氧化微生物以AOA为优势类群,且对苜蓿种植年限有更强烈的响应,但其并未主导土壤硝化过程。

关 键 词:苜蓿  种植年限  氨氧化微生物丰度  硝化潜势  土壤氮素

Effects of years of alfalfa planting on nitrification potential and abundance of soil ammonia oxidation microorganisms
ZHANG Yaoquan,MA Xin,LUO Zhuzhu,NIU Yining,LI Lingling,CAI Liqun,XIE Junhong.Effects of years of alfalfa planting on nitrification potential and abundance of soil ammonia oxidation microorganisms[J].Agricultural Research in the Arid Areas,2020,38(5):39-44.
Authors:ZHANG Yaoquan  MA Xin  LUO Zhuzhu  NIU Yining  LI Lingling  CAI Liqun  XIE Junhong
Institution:Resource and Environmental Faculty of Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu 730070, China;Resource and Environmental Faculty of Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu 730070, China; Gansu Key Laboratory of Aridland Crop Science, Lanzhou, Gansu 730070, China
Abstract:
Keywords:alfalfa  years of planting  ammonia\|oxidizing microorganisms abundance  nitrification potential  soil nitrogen
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