稻田异化硝酸盐还原为铵微生物功能群对不同施肥措施和作物生长的响应

基本信息
批准号:41701284
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:罗雪松
学科分类:
依托单位:华中农业大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:韩顺,王丽,曾路阳,熊翔
关键词:
稻田环境因子异化硝酸盐还原为铵微生物功能群nrfA基因
结项摘要

Increasing evidence indicated that microbial mediated Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonia (DNRA) was a probably important factor, which inhibited nitrogen loss in paddy soils. However, little has been known about the mechanism by which the environmental factors modulate the functional DNRA microbial community. The present proposal will employ an experimental paddy field in Wuxue for the study. Soil properties/pore water chemistry, nitrate reducing potential and DNRA activity will be determined. High-throughput sequencing of the nrfA genes will be utilized to investigate the structure of DNRA bacterial community. The functional genes that represent nitrate reducers and DNRA bacteria will be quantitatively measured at both DNA and transcriptional levels. Several multivariable analysis methods will be employed to decipher the linkages among DNRA microbial community structure, function, fertilization regimes, and the plant growing stages, as well as the asscociated changing factors. This study will get insight into the molecular ecological mechanism by which the paddy soil DNRA microbial community responses to some environmental factors. The results from this study will probably deepen our understanding of the mechanism of paddy soil nitrogen cycle, and provide new theoretical evidence to guide our soil management.

越来越多的研究暗示微生物介导的异化硝酸盐还原为铵作用可能是抑制稻田氮素损失的关键因素之一。然而我们对稻田环境异化硝酸盐还原为铵微生物功能群受环境因子调控的规律知之甚少。本课题以武穴地区一水稻长期定位实验田作为研究对象,一方面测定稻田土壤理化性质/孔隙水化学参数、硝酸盐还原和异化硝酸盐还原为铵的活性;另一方面,通过对nrfA基因高通量测序,对稻田异化硝酸盐还原为铵微生物群落进行研究。此外,对16S rRNA基因和涉及硝酸盐还原、异化硝酸盐还原为铵的关键功能基因narG、napA、nrfA在DNA和RNA水平定量。利用多种多变量分析方法量化稻田异化硝酸盐还原为铵微生物功能群对长期施肥措施、分蘖期追肥、水稻生育期及相关环境因子变化响应的规律,初步揭示其结构、功能对稻田部分环境因子响应的分子生态学机制。这将加深我们对稻田氮循环机制的理解,同时可为田间管理、农田质量评价提供科学依据。

项目摘要

本课题通过对不同施肥处理或不同背景肥力的农田生态系统的异化硝酸盐还原到铵(Dissimilatory nitrate reduction to ammonia)微生物和细菌群落进行研究,发现有机或无机施肥措施对DNRA微生物α多样性影响相对较小,对其物种组成影响大。对DNRA微生物群落产生影响的关键因子为土壤有机碳含量、总氮和pH。而在施用含碳材料作为改良剂的土壤中,亚硝酸盐氧化菌中亚硝化杆菌主要受pH影响,硝化螺菌主要受pH值、全氮和NH4+调控。天然高低稻田的群落结构组成上却差异显著。高产田的微生物网络具有较高的连通性,可能有助于水稻成熟期招募更多的微生物来执行有机物分解、硫酸盐/铁还原、氮的转化和甲烷氧化等功能。在低产田中施用氮肥将有助于招募能执行类似于高产田中类似生态过程的微生物。此外发现环境因子对蛭弧菌和类蛭弧菌捕食者存在至下而上调控—土壤理化性质调控被捕食者群落,被捕食者的多样性决定了上层捕食者的数量。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
2

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
3

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
4

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

罗雪松的其他基金

相似国自然基金

1

硝酸盐转化过程中反硝化与异化还原为铵的竞争机理研究

批准号:41401545
批准年份:2014
负责人:张建美
学科分类:D0711
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

湖泊沉积物硝酸盐异化还原为铵与反硝化过程的偶联作用及其对藻类演替的影响

批准号:41877381
批准年份:2018
负责人:宋春雷
学科分类:D0707
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
3

不同施肥措施下N2O来源辨析及微生物响应机制研究

批准号:41701308
批准年份:2017
负责人:丁军军
学科分类:D0709
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

双季稻田根际土壤微生物群落结构及其多样性对长期施肥措施的响应机制

批准号:31571591
批准年份:2015
负责人:唐海明
学科分类:C1309
资助金额:25.00
项目类别:面上项目