氮素和水分添加对贝加尔针茅草原土壤氨氧化微生物群落结构的影响

应用PCR-DGGE技术研究了连续2年氮素、水分添加处理对贝加尔针茅草原土壤氨氧化细菌(AOB)16S rRNA基因和古菌(AOA) amoA基因遗传多样性的影响。结果表明，土壤硝化势在水分添加低氮（N30）和非水分添加高氮（N300）处理下较对照显著升高（P<0.05），在水分添加高氮（N200、N300）处理下较对照急剧下降（P<0.05）。不同处理下氨氧化细菌的群落结构变化较氨氧化古菌敏感，氮素添加显著改变了氨氧化微生物的群落结构，在高氮素处理下，氨氧化细菌的多样性指数有下降的趋势，而古菌的多样性则有升高的趋势，表明氨氧化古菌在高氮素下生长比较活跃。发育树分析的结果表明，非水分添加处理下，氨氧化细菌的群落由亚硝化螺菌属的Cluster 1、Cluster 3和Cluster 4组成，水分添加处理下由亚硝化螺菌属Cluster 3、Cluster 4和亚硝化单胞菌属的Cluster 6组成，而氨氧化古菌群落在水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和water lineage组成，在非水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和 Cluster 5组成，两种水分输入机制下，氨氧化微生物群落的不同组成说明，水分在调节氨氧化微生物群落结构方面有重要作用。此外，氨氧化细菌群落多样性与全氮， NH4+和NO3-的含量呈显著负相关，而古菌群落与其呈显著正相关，说明氨氧化细菌与古菌对氮素和水分添加有不同的且互补的反应机制。