王喜英 趙輝 譚智勇 余高
摘要:反硝化微生物在土壤氮素?fù)p失和溫室氣體轉(zhuǎn)化方面具有重要的作用,研究設(shè)施菜地土壤反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量變化,對評價設(shè)施菜地長期種植土壤質(zhì)量狀況和提高氮轉(zhuǎn)化認(rèn)知水平具有重要意義。應(yīng)用熒光定量PCR和 Illumina Miseq高通量測序技術(shù),以nosZ基因?yàn)榘袠?biāo),研究設(shè)施菜地種植3、5、7年和露天菜地(CK)對土壤反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量的影響。結(jié)果表明:露天菜地(CK)nosZ基因豐度顯著高于其他處理,分別是3、5、7年的1.32倍、1.45倍和1.69倍。隨種植年限延長,nosZ基因豐度逐漸降低。不同處理土壤反硝化微生物群落α多樣性指數(shù)差異顯著,α多樣性指數(shù)隨種植年限延長逐漸降低,且露天菜地(CK)的Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)最高。門水平上優(yōu)勢類群為變形菌門;屬水平上優(yōu)勢類群為慢生根瘤菌屬和無色桿菌屬;變形菌門和慢生根瘤菌屬相對豐度隨設(shè)施種植年限延長逐漸降低。主成分分析(PCA)結(jié)果表明,隨種植年限延長nosZ群落結(jié)構(gòu)差異較大;其中3年和5 年群落結(jié)構(gòu)相似,7、3、5 年群落結(jié)構(gòu)差異較大。土壤速效鉀、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量是nosZ型反硝化微生物數(shù)量、α多樣性和群落結(jié)構(gòu)的主要影響因素。綜上可知,設(shè)施菜地長期種植顯著降低了nosZ型反硝化微生物數(shù)量,并對群落結(jié)構(gòu)有顯著影響。
關(guān)鍵詞:設(shè)施菜地;種植年限;反硝化微生物;nosZ基因;群落結(jié)構(gòu)
中圖分類號:S182 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號:1002-1302(2022)09-0240-07
設(shè)施蔬菜是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)集約化發(fā)展的一個重要分支,對提高自然資源利用率和增加農(nóng)民收入具有重要的意義。隨著人口的不斷增長和對蔬菜消費(fèi)需求的增加以及有限的耕地資源,設(shè)施蔬菜在過去的40年里得到了高度發(fā)展[1]。截至2016年,我國設(shè)施蔬菜種植面積已達(dá)387多萬hm2,位居世界第一,產(chǎn)值占蔬菜總產(chǎn)值的50%以上[2]。然而,設(shè)施蔬菜具有種植指數(shù)高、農(nóng)業(yè)投入大、棚內(nèi)溫濕度較高的封閉或半封閉環(huán)境,且無雨水淋溶等特點(diǎn)。因此,設(shè)施蔬菜長期種植已經(jīng)引起了人們對土壤質(zhì)量退化、土壤和蔬菜潛在污染以及對人類健康的負(fù)面影響的擔(dān)憂[3-4]。
土壤微生物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中起著養(yǎng)分循環(huán)、有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化、污染物降解和土傳病害防治等作用[5]。相關(guān)研究認(rèn)為,設(shè)施蔬菜長期種植對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能有負(fù)面影響,主要指從細(xì)菌為主到以真菌為主的群落演替,功能相關(guān)微生物群落成員和物種相互作用的減少,導(dǎo)致一些土傳病原菌替代了對生態(tài)有益的微生物群落[6-9]。目前,研究者更多關(guān)注的是土壤微生物群落的整體變化或某些選定的與土傳病害有關(guān)的微生物。由于土壤微生物具有高度的結(jié)構(gòu)和功能多樣性,不同類型的土壤生物過程由所涉及的功能群微生物驅(qū)動完成。迄今為止,在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中,土壤功能微生物對蔬菜長期生產(chǎn)的響應(yīng)仍然知之甚少,尤其是與養(yǎng)分循環(huán)相關(guān)的微生物。
氮(N)是植物生長的主要限制因子,土壤氮有效性在決定植物氮素吸收和產(chǎn)量方面起著重要作用[10]。氮轉(zhuǎn)化主要包括氮固定、礦化、硝化和反硝化過程[11]。反硝化作用產(chǎn)生的溫室氣體(N 2O)是大氣臭氧的主要消耗物質(zhì),變暖潛力是二氧化碳的298倍[12]。其中,由土壤微生物驅(qū)動的反硝化作用對調(diào)節(jié)氮循環(huán)及維持全球氮平衡起著重要的作用[13]。N 2O主要由反硝化作用產(chǎn)生,耕地土壤是最大的來源[14-15]。設(shè)施菜地由于投入大量氮肥和大水漫灌,導(dǎo)致土壤反硝化作用強(qiáng)烈,N 2O釋放通量比大田高1.41倍[16]。因此,如何通過微生物來調(diào)控N 2O轉(zhuǎn)化已經(jīng)成為許多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)[17-18]。目前,反硝化中唯一已知的是通過nosZ基因編碼的N 2O還原酶還原N 2O的生物過程[19]。在森林、草地和耕地中已開始利用nosZ基因來研究反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性[20-21]。然而,關(guān)于設(shè)施蔬菜長期種植對土壤nosZ型反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量的研究未見報(bào)道。
為此,本研究運(yùn)用熒光定量PCR和Illumina MiSeq高通量測序技術(shù)對不同種植年限設(shè)施菜地土壤nosZ型反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)及豐度進(jìn)行研究,主要目的在于:(1)隨設(shè)施菜地種植年限延長,反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性如何變化?有哪些優(yōu)勢類群發(fā)生變化?(2)設(shè)施蔬菜長期種植中,哪些土壤環(huán)境因子對反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)影響較大?揭示設(shè)施蔬菜長期種植過程中的反硝化能力,為深入了解設(shè)施蔬菜土壤氮循環(huán)過程提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)域概況
試驗(yàn)樣地位于貴州省銅仁市和平鄉(xiāng)(109°07′44″E,27°46′46″N),屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,年均溫18 ℃,年降水量1 313 mm,土壤類型為黃壤,有機(jī)碳含量為22.32 g/kg,全氮含量為1.05 g/kg,pH值為6.15,容重為1.23 g/cm3。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
選擇3個種植年限(3、5和7 年)設(shè)施大棚(長、寬規(guī)格分別為8、40 m)各3個,以周圍種植的露天蔬菜為對照(CK)。設(shè)施菜地基肥施用氮磷鉀復(fù)合肥80~100 kg/667 m2,追施氮肥40~50 kg/667 m2。露天菜地施用基肥40~50 kg/667 m2,追肥20~30 kg/667 m2。設(shè)施大棚每年蔬菜種植類型一致,主要種植黃瓜和豇豆等。在整個試驗(yàn)處理中,除種植年限差異外,其余生產(chǎn)管理措施一致。
于2017年7月取樣,當(dāng)季種植的作物均為黃瓜,每個樣地按“S”形(五點(diǎn)法)采集0~10 cm土壤樣品,用低溫冰盒保存帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行2 mm過篩處理。土樣分為3份,一份新鮮土壤用于銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量測定;一份-80 ℃冰箱保存用于nosZ基因群落結(jié)構(gòu)和豐度分析;一份室內(nèi)風(fēng)干處理用于土壤化學(xué)指標(biāo)測定。
1.3 測定方法
1.3.1 土壤化學(xué)性質(zhì)測定 采用鮑士旦的方法[22]進(jìn)行測定。土壤pH值采用電位法測定;有機(jī)碳(SOC)含量采用重鉻酸鉀氧化法測定;全氮(TN)含量采用凱氏定氮法測定;速效磷(AP)含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定;速效鉀(AK)含量采用乙酸銨提取-火焰光度法測定;銨態(tài)氮(NH+ 4-N)含量采用靛酚藍(lán)比色法測定;硝態(tài)氮(NO- 3-N)含量采用酚二磺酸比色法測定。
1.3.2 土壤DNA提取及nosZ基因擴(kuò)增和熒光定量PCR 稱取0.5 g土壤,按照E.Z.N.A. Mag-BindSoil DNA Kit(Omega,GA,USA)試劑盒操作步驟提取土壤DNA。用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA完整性,用核酸定量儀(Nanodrop-NC2000)檢測DNA濃度和純度。采用引物nosZ-F(5′-GGGCTBGGGCCRTTGCA-3′)與nosZ-R(5′-GAAGCGRTCCTTSGARAACTTG-3′)擴(kuò)增nosZ基因高變區(qū)片段[23]。
PCR產(chǎn)物純化回收后,將其連接至pMD8-T載體,轉(zhuǎn)化至大腸桿菌DH5α感受態(tài)中進(jìn)行培養(yǎng),篩選陽性克隆,提取nosZ基因重組質(zhì)粒,質(zhì)粒濃度經(jīng)核酸定量儀測定后,計(jì)算基因拷貝數(shù),按照10倍梯度稀釋至103~108拷貝數(shù),制備標(biāo)準(zhǔn)曲線[24]。
1.3.3 高通量測序 PCR產(chǎn)物擴(kuò)增后,樣品送至上海派森諾生物科技有限公司,運(yùn)用Illumina MiSeq測序平臺進(jìn)行測序。使用QIIME軟件調(diào)用UCLUST序列比對工具,按照97%的序列相似度進(jìn)行OTU劃分和歸并,并選取豐度最高的序列作為該OTU的代表序列。利用QIIME軟件將OTU的代表序列與功能基因數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對,獲取每個OTU對應(yīng)的分類學(xué)信息。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行土壤化學(xué)性質(zhì)、反硝化細(xì)菌α多樣性指數(shù)、豐度和群落組成相對豐度的差異顯著性分析(α=0.05)和相關(guān)性分析。采用R軟件進(jìn)行主成分分析和冗余分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 土壤化學(xué)性質(zhì)
由表1可知,不同設(shè)施菜地種植年限土壤pH值及有機(jī)碳、速效鉀含量均顯著小于CK,隨種植年限延長逐漸降低。種植3、5、7 年土壤全氮、速效磷、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量均高于CK。種植5、7年土壤全氮含量分別比CK顯著增加38.26%、51.30%,種植3 年和CK差異不顯著。不同處理土壤速效磷含量大小順序?yàn)?年>3年>5年>CK。土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量隨種植年限延長而增加,大小順序?yàn)?年>5年>3 年>CK。
2.2 nosZ基因豐度
由圖1可知,不同設(shè)施菜地種植年限土壤nosZ基因拷貝數(shù)變化范圍為5.19×106~8.78×106拷貝/g。不同設(shè)施種植年限nosZ基因拷貝數(shù)均顯著小于CK(P<0.05),CK分別是設(shè)施種植3、5、7年的1.32倍、1.45倍、1.69倍。設(shè)施種植3、5、7年的nosZ基因拷貝數(shù)之間差異不顯著,隨種植年限延長逐漸降低。
為明確nosZ基因豐度差異的影響因素,由nosZ基因豐度與土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析。由圖2可知,nosZ基因豐度分別與土壤pH值和有機(jī)碳含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05);與土壤全氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);與速效磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05);與速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。
2.3 nosZ型反硝化微生物α多樣性指數(shù)
由表2可知,Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)變化趨勢相同,范圍分別為1 057.51~1 423.84和1 070.06~1 429.96,各設(shè)施蔬菜種植年限的Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)均小于CK,隨種植年限延長而逐漸降低。Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)范圍為6.20~7.02和0.82~0.86,種植7年均顯著小于其他處理(P<0.05)。Shannon指數(shù)在種植3 年時最高,大小順序?yàn)?年>CK>5 年>7年。Simpson指數(shù)在種植5年時最高,大小順序?yàn)?年>3年>CK>7年。
由相關(guān)性分析(圖2)可知,Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)分別與土壤pH值、有機(jī)碳和速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);與全氮、速效磷、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。Shannon指數(shù)與土壤有機(jī)碳含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05);與全氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);與速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);與銨態(tài)氮和硝態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。
2.4 nosZ群落組成
由圖3可知,通過對樣品獲得的nosZ群落OTUs進(jìn)行歸類,在門水平上共獲得6個類群,分別為變形菌門(Proteobacteria)、Bacteria_unclassified、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、酸桿菌門(Acidobacteria)和綠彎菌門(Chloroflexi)。 不同設(shè)施蔬菜種植年限土壤變形菌門、Bacteria_unclassified、酸桿菌門和綠彎菌門相對豐度差異顯著或極顯著。變形菌門、Bacteria_unclassified和芽單胞菌門為主要優(yōu)勢類群,相對豐度范圍為62.27%~70.42%、16.66%~25.19%和2.88%~3.82%。種植5、7年的變形菌門相對豐度均小于CK,分別比CK降低2.69%、10.34%。Bacteria_unclassified相對豐度在種植7年中最高,顯著高于種植3年和5年。芽單胞菌門相對豐度在3年中最高,種植5年中最低,大小順序?yàn)?年>7年>CK>5年。設(shè)施菜地種植年限對變形菌門有抑制作用,隨種植年限增加抑制作用增強(qiáng)。
在屬水平上,可得到平均相對豐度>1%的10個類群(圖4),分別為慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、Bacteria_unclassified、無色桿菌屬(Achromobacter)、Aromatoleum、芽單胞菌屬(Gemmatimonas)、蒼白桿菌屬(Ochrobactrum)、Azoarcus、固氮螺菌屬(Azospirillum)、中慢生根瘤菌屬(Mesorhizobium)和紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)。其中慢生根瘤菌屬、Bacteria_unclassified、無色桿菌屬和紅假單胞菌屬相對豐度在不同設(shè)施蔬菜種植年限中差異顯著或極顯著。慢生根瘤菌屬、Bacteria_unclassified和無色桿菌屬為主要優(yōu)勢類群,相對豐度范圍為39.01%~47.88%、18.48%~27.68%和5.28%~8.57%。慢生根瘤菌屬相對豐度在不同設(shè)施種植年限均大于CK,分別是CK的1.23倍、1.12倍、1.07倍。無色桿菌屬相對豐度在種植7 年顯著小于其他處理,大小順序?yàn)?年>CK>3年>7年。Aromatoleum相對豐度隨設(shè)施蔬菜種植年限的延長逐漸增加,種植3年和5年均小于CK。
2.5 nosZ群落結(jié)構(gòu)及其與土壤化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系
通過對nosZ群落進(jìn)行主成分分析(圖5)可知,不同設(shè)施種植年限土壤nosZ群落結(jié)構(gòu)差異明顯,第1、第2主成分軸共解釋了細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變異的69.94%,其中第1主成分軸解釋了總變異的48.41%,第2主成分軸解釋了總變異的21.53%。種植7年分別與種植3、5年在PC1和PC2上分離都較大,說明隨設(shè)施蔬菜種植年限延長,nosZ群落結(jié)構(gòu)變化較大;種植3、5年的群落相聚較近,說明群落相似度較大。
為分析土壤化學(xué)性質(zhì)對nosZ群落結(jié)構(gòu)的影響,對nosZ群落結(jié)構(gòu)與土壤化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行冗余分析。由圖6可知,第1主軸能夠解釋所有信息的46.61%,第2主軸解釋22.44%,兩者累計(jì)解釋信息量達(dá)69.05%。由此可知,前2軸很好地反映了nosZ群落組成與土壤化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系,且第1主軸作用較大。
在屬水平上,進(jìn)一步對nosZ群落和土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析(表3)。Bacteria_unclassied與土壤速效磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。無色桿菌屬與土壤有機(jī)碳含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與速效鉀含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。Aromatoleum與土壤有機(jī)碳含量和速效鉀呈顯著負(fù)相關(guān),與全氮、銨態(tài)氮呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與速效鉀呈顯著負(fù)相關(guān)。蒼白桿菌屬與土壤pH值呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。固氮螺菌屬與土壤全氮、銨態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān),與速效鉀含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。紅假單胞菌屬與土壤pH值、有機(jī)碳和速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與全氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。
3 討論與結(jié)論
長期種植設(shè)施蔬菜對土壤化學(xué)指標(biāo)有顯著影響,土壤全氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量隨設(shè)施種植年限增加而顯著增加,同時也高于露天菜地(CK),可能由于設(shè)施栽培集約化種植,肥料持續(xù)高投入且長期連作限制植物生長,影響植物對養(yǎng)分的吸收,大部分養(yǎng)分在土壤中逐年積累[25-26]。由本研究結(jié)果可知,設(shè)施菜地土壤有機(jī)碳含量低于露天菜地(CK),隨種植年限延長逐漸降低,與前人研究結(jié)果[27-28]相反,但與Song等的研究結(jié)果[29]相似,可能與該區(qū)域很少施用有機(jī)肥及植物殘?bào)w歸還較少等因素有關(guān)。本研究中土壤pH值隨種植年限延長逐漸降低,與許多研究結(jié)果[30-31]相同,可能是由于長期過量施(氮)肥導(dǎo)致SO2- 4和NO- 3等不斷積累,最終引起土壤酸化增強(qiáng)。
反硝化作用主要由微生物驅(qū)動完成,與土壤施肥密切相關(guān)[32]。本研究中,nosZ數(shù)量隨設(shè)施種植年限增加逐漸下降,且顯著小于露天菜地(CK),可能由于設(shè)施蔬菜高水肥投入,土壤pH值降低,不利于微生物的N 2O還原酶組裝,降低N 2O還原酶活性,導(dǎo)致微生物對N 2O還原能力下降[33-34]。Hallin等研究認(rèn)為,nosZ基因拷貝數(shù)隨施氮量增加快速下降[32]。本研究中nosZ基因豐度與土壤pH值、有機(jī)碳含量呈顯著正相關(guān),由于反硝化微生物為化能異養(yǎng)型生物,有機(jī)質(zhì)可作為能量來源[35]。Matlou等研究認(rèn)為,土壤有機(jī)碳含量與土壤微生物群落結(jié)構(gòu)關(guān)系緊密,有機(jī)碳為土壤微生物活動提供需要的底物以及能量來源[36]。在本研究,隨設(shè)施蔬菜種植年限延長,土壤有機(jī)碳含量逐漸降低,不能為反硝化微生物提供充足的能量來源。Bowden等研究認(rèn)為,土壤有機(jī)碳積累是因?yàn)槲⑸锷锪繙p少導(dǎo)致[37]。土壤pH值是反硝化微生物數(shù)量變化的主要環(huán)境因子[38]。土壤pH值隨設(shè)施蔬菜種植年限延長逐漸降低,土壤酸化會引起鐵、鋁等積累,鐵、鋁氫氧化物通過吸附土壤可溶性碳來降低微生物對碳源的利用[39];土壤酸性越強(qiáng),Al3+積累越多,對土壤細(xì)菌細(xì)胞膜損害越大[40]。Bauhus等研究表明,在酸性森林土壤中,添加磷可以促進(jìn)土壤反硝化[41]。本研究中,nosZ基因拷貝數(shù)與速效磷含量呈顯著相關(guān),進(jìn)一步支撐了土壤磷對反硝化微生物具有調(diào)控作用,然而關(guān)于磷如何調(diào)控反硝化微生物生長的機(jī)制仍不清楚。硝態(tài)氮可作為反硝化底物和反硝化過程的電子受體,影響反硝化微生物生長[42]。本研究中,nosZ反硝化微生物群落ɑ多樣性指數(shù)在各處理差異顯著。Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)均是露天菜地(CK)最高,隨種植年限延長逐漸降低,可能由于設(shè)施蔬菜長期種植,土壤酸化和鹽漬化嚴(yán)重,導(dǎo)致土壤反硝化細(xì)菌物種豐度降低。Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)是種植3年較高,7年較低,隨種植年限延長土壤反硝化微生物物種多樣性降低;可能是由于設(shè)施蔬菜長期種植,導(dǎo)致土壤有機(jī)碳含量下降,不能為反硝化微生物生長提供豐富碳源。
nosZ型反硝化細(xì)菌中優(yōu)勢類群均為變形菌門,與許多研究結(jié)果[12,43]一致。變形菌門的高低可反映土壤有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量高低,同時在pH值較高的土壤環(huán)境中生長較好[44]。本研究中,變形菌門豐度隨種植年限延長表現(xiàn)出遞降趨勢,露天菜地(CK)和種植3年土壤最高,可能與土壤養(yǎng)分含量高及pH值較高有關(guān),有利于變形菌門生長。屬水平上共有優(yōu)勢類群為慢生根瘤菌屬,相對豐度平均占nosZ基因序列的43%。種植3、5、7 年的慢生根瘤菌屬相對豐度均大于露天菜地(CK),隨種植年限延長逐漸降低。
相關(guān)研究人員認(rèn)為,反硝化微生物對施肥的反映差異性在于土壤pH值、全氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量[32]。土壤pH值被認(rèn)為是影響反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)的主要因子,pH值對反硝化微生物具有選擇效應(yīng),其變化可以影響反硝化微生物的群落結(jié)構(gòu),并進(jìn)而影響它們對環(huán)境變化的響應(yīng)[38]。本研究中,土壤pH值在不同處理中存在顯著差異,并且土壤pH值與nosZ相對豐度之間存在顯著相關(guān)關(guān)系,說明土壤pH值是引起反硝化微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的主要因素。硝態(tài)氮是反硝化的底物,硝態(tài)氮含量直接影響反硝化微生物的利用程度[45]。
nosZ基因豐度、Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)變化趨勢一致,隨種植年限延長逐漸降低。門水平上,變形菌門相對豐度占nosZ型反硝化微生物總量的62.27%~70.42%,是設(shè)施菜地土壤共有優(yōu)勢類群,在種植3年土壤中最高。屬水平上,慢生根瘤菌屬和無色桿菌屬為共有優(yōu)勢類群。為準(zhǔn)確評價設(shè)施土壤反硝化作用變化規(guī)律,需要開展長期試驗(yàn),同時還需要對涉及反硝化途徑的其他功能微生物群落進(jìn)行研究。
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