《設施栽培蔬菜地氮素利用效率降低的土壤微生物學機制》是依託南京師範大學，由申衛收擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：設施栽培蔬菜地氮素利用效率降低的土壤微生物學機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：申衛收
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
前期研究發現，較高的氮肥用量加劇了太湖地區設施栽培蔬菜地土壤次生鹽漬化和酸化趨勢，進而抑制了土壤氨氧化能力、關鍵酶活性及微生物功能多樣性。然而，參與氮素循環和養分轉化的關鍵微生物多樣性及其生態功能尚不清楚。氨氧化原核微生物是氮循環微生物生態學研究的模式生物。本研究擬利用設施栽培蔬菜地氮肥定位試驗平台，採用聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳（PCR-DGGE）和實時螢光定量PCR技術，研究氮肥用量對土壤氨氧化細菌（AOB）與氨氧化古菌(AOA)群落結構和數量及其氨氧化能力的影響；通過微生物群落置換試驗進一步分析土壤氨氧化原核微生物群落結構和數量及其氨氧化能力；採用13C穩定性同位素技術(SIP)研究AOB和AOA對氮素循環和養分轉化的貢獻和機理，最終揭示設施栽培蔬菜地氮肥利用效率降低的土壤微生物學機制，為合理施用氮肥和提高氮肥利用效率提供科學基礎。
結題摘要
氮肥用量對設施栽培蔬菜土壤微生物群落和多樣性的影響仍不清楚，對氮循環關鍵微生物及其過程的影響尚不明確，從而無法深入認識氨氧化細菌（AOB）和古菌（AOA）對硝化作用的貢獻和機理。本研究通過田間原位試驗研究了不同氮肥用量（在傳統氮肥用量870 kg ha–1基礎上依次減氮20%，即0，348，522，696和870 kg N ha–1）對微生物群落結構和功能多樣性的影響，特別是AOB和AOA群落結構和豐度的影響；通過室內模擬試驗，採用13C穩定性同位素探針技術及454高通量測序技術，進一步研究了土壤AOB和AOA對氮素循環和養分轉化的貢獻和機理。結果顯示，較高氮肥用量（696和870 kg N ha-1）導致土壤無機氮積累，加劇了土壤次生鹽漬化和酸化，降低了土壤微生物功能多樣性，也降低了AOB和AOA的數量與土壤硝化作用；而在傳統氮肥用量基礎上減氮40%（522 kg N ha–1）則沒有明顯降低土壤微生物功能多樣性、AOB和AOA的數量以及土壤硝化作用。AOB相對於AOA在設施栽培蔬菜土壤中對硝化作用的貢獻更大，其中0 kg N ha-1土壤中活躍的AOB 100%為Nitrosospira.sp.Nsp 65-like group類群，522 kg N ha-1土壤中活躍的AOB 78%為Nitrosospira.sp.Nsp 65-like group類群，22%為Nitrosococcus watsonii sp. nov.類群，870 kg N ha-1土壤中活躍的AOB 88%為Nitrosococcus watsonii sp. nov.類群，12%為Nitrosospira.sp.Nsp 65-like group類群。本研究將豐富和深化對高度集約利用土壤中氨氧化原核微生物及其對硝化作用相對貢獻的認識。
