设施菜地种植年限对土壤氨氧化古菌和氨氧化细菌群落结构的影响

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：潘禹充,赵经纬,牛宏进,黄亚丽,王媛,张晓旭

单位：河北科技大学环境科学与工程学院, 石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院, 石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院, 石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院, 石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院, 石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院, 石家庄 050018

摘要：微生物驱动的氨氧化过程是氧化亚氮（N₂O）排放的重要来源. 研究设施菜地长期种植对土壤氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）群落丰度和结构的变化,对评价土壤质量状况和温室气体转化方面具有重要意义. 以河北省高邑县设施菜地为研究对象,采用分析化学方法和高通量测序技术,分别测定土壤理化性质、AOA和AOB 群落组成及多样性,研究设施菜地不同种植年限（1、5、10和20 a）下土壤 AOA和AOB 群落变异及其养分驱动因子. 结果表明,随设施菜地种植年限延长,土壤中全氮、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量先增加后减少；硝态氮、铵态氮含量和电导率随着种植年限的延长先减少后增加；pH随着种植年限的延长不断降低. 随着种植年限延长,土壤中AOA和AOB丰度和多样性都先减少后增加,所有年限AOA群落的优势纲主要是亚硝基菌纲（Nitrososphaeria）和未分类的奇古菌纲（unclassifiedThaumarchaeota）,优势属主要是亚硝酸念珠菌属（Candidatus Nitrosocaldus）；AOB 群落的优势纲主要是变形菌纲（Betaproteobacteria）,优势属主要是亚硝化螺菌属（Nitrosospira）. AOA 的群落结构组成随种植年限的变化比 AOB 更明显. 设施菜地种植年限延长所引起的土壤养分因子的变化与 AOA和AOB 的群落之间存在较为显著的相关关系,其中铵态氮、碱解氮和硝态氮是影响 AOA 群落的关键养分因子；电导率、速效钾和硝态氮是影响 AOB 群落的关键养分因子. 设施菜地不同种植年限显著影响土壤中AOA和AOB丰度和群落结构. 研究结果可为深入探索设施菜地土壤中温室气体转化及氮循环相关微生物机制提供理论依据.

关键词：种植年限,设施菜地,氨氧化古菌,氨氧化细菌,群落结构,