《氮肥影響水稻土甲烷氧化的微生物學機制研究》是依託寧波大學，由裘瓊芬擔任負責人的國家自然科學基金資助青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：氮肥影響水稻土甲烷氧化的微生物學機制研究
- 依託單位：寧波大學
- 項目負責人：裘瓊芬
- 項目類別：青年科學基金項目
項目簡介,結題摘要,
項目簡介
水稻土碳循環直接影響全球變化和農業的可持續發展。水稻土既是重要的甲烷排放源，同時又氧化著大量的內源甲烷，水稻土的甲烷氧化直接關係到稻田的甲烷排放。氮肥施加是提高稻田單產的主要手段之一，同時也強烈影響著稻田甲烷氧化相關的關鍵微生物群落。本研究套用一系列分子微生物生態領域的新技術，包括穩定同位素探針技術、環境轉錄組學技術、實時定量PCR技術、16S rRNA基因和功能基因的末端限制性片段長度多態性分析及克隆、測序等研究水稻種植體系中與氮肥影響甲烷氧化過程相關的關鍵微生物群落，分析氮肥對水稻土甲烷氧化能力的影響，確定其中活躍好氧甲烷氧化菌種屬，並從轉錄水平解析好氧甲烷氧化菌對氮肥的回響機制，探討氮素對甲烷氧化活性的作用機理，為控制溫室氣體甲烷的排放提供微生物學基礎。
結題摘要
本項目主要研究了氮肥的施加對水稻田中好氧甲烷氧化和好氧甲烷氧化細菌群落組成和活性的影響。結合T-RFLP、rRNA-SIP、mRNA-qPCR等方法對 在有水稻植株的系統中，由於水稻土的甲烷排放受多方面因素的影響，氮肥對甲烷氧化的促進作用並沒有顯著降低水稻土的甲烷排放。甲烷氧化菌群落在不同水稻土部位差異顯著，深層土中主要以II型甲烷氧化菌為主，而根際土和表層土中，I型甲烷氧化菌的相對豐度明顯高於II型甲烷氧化菌。T-RF 437bp的甲基單胞菌屬（Methylomonas）在根際土占據了絕對優勢。通過水稻土的氮素礦化試驗發現低溫時不同pH水稻土氮素礦化對溫度有相似的回響，但高溫時不同土壤的氮素礦化顯著不同；溫度越高，氮素礦化越多，由此引起的水稻土氨氮濃度變化也越大。因此選擇在常溫25℃進行了富集培養試驗。銨態氮肥的施加確實促進了水稻土的甲烷氧化，是通過促進甲烷氧化菌活性和群落生長來共同實現的。培養體系中以Ia型甲烷氧化細菌甲基細菌屬（Methylobacter）和甲基孢囊菌屬（Methylocystis）為主，並氧化著絕大部分的甲烷。Ia型甲烷氧化菌生長快速，氮肥的施加能使其迅速繁殖並在整個甲烷氧化菌群落中占主要；II型甲烷氧化菌生長相對較慢，但氮肥的施加也會促進其活性的表達，從而促進甲烷氧化。本項目已發表論文1篇，待發表論文2篇，參加國內學術交流4人次，培養研究生2名。
