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新發(fā)現(xiàn)氨氧化古菌在酸性土壤硝化作用中起主導作用
點擊次數(shù)：435 發(fā)布時間：2012-7-9
酸性土壤是pH7的土值小于壤總稱。包括磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤和燥紅土等土類。我國熱帶、亞熱帶地區(qū)，廣泛分布著各種紅色或黃色土壤的酸性土壤。當?shù)貧鉁馗?、雨量大，年降雨多?500mm以上。這種高溫多雨、濕熱同季的特點，使土壤的風化和成土作用均甚強烈，生物物質(zhì)的循環(huán)十分迅速。鹽基高度不飽和，pH一般在4.5-6。同時鐵鋁氧化物有明顯積聚，土壤酸瘦?？赏ㄟ^正確施肥，注意保持水土，改良土壤。可施用石灰，調(diào)節(jié)pH來減少某些重金屬元素危害。東南丘陵地區(qū)的酸性紅壤適宜種植茶樹等堿性作物。
酸性土壤（pH<5.5）在我國分布面積廣泛，是我國熱帶亞熱帶糧食和經(jīng)濟作物的重要產(chǎn)地。一直以來，氨氧化細菌（AOB）被認為是土壤硝化作用的主要驅(qū)動者，但在多數(shù)酸性土壤中檢測不到AOB，或發(fā)現(xiàn)AOB的存在與硝化作用無關(guān)，酸性土壤硝化作用的機理一直不夠清楚。
所謂的酸性土壤是指缺乏堿金屬、堿土金屬而大量吸附H+的pH<7的土壤，其酸性來源有：
?。?）雨水中的碳酸
（2）微生物和植物根部代謝產(chǎn)物
?。?）有機物分解過程中產(chǎn)生的有機酸
?。?）硫化亞鐵氧化生成的硫酸
（5）化肥分解
一旦形成酸性環(huán)境,吸附在粘土和腐植質(zhì)上的堿性金屬離子和H+替換而引起土壤中這些金屬離子的缺乏,因此土壤呈酸性。
*生態(tài)環(huán)境研究中心賀紀正研究員課題組于2007年在EnvironmentalMicrobiology上報道了酸性土壤中存在大量氨氧化古菌（AOA），且AOA的數(shù)量與土壤硝化潛勢呈顯著正相關(guān)關(guān)系，該成果在上引起關(guān)注，被SCI期刊廣泛引用。zui近，他們利用穩(wěn)定性同位素探針技術(shù)（SIP），結(jié)合經(jīng)典的分子生態(tài)學手段，對我國強酸性土壤中的硝化作用機理開展了深入研究。
根據(jù)氨氧化微生物氧化氨時進行化能自養(yǎng)生長固定CO2為碳源的牲征，研究人員在實驗室微宇宙培養(yǎng)條件下，分別用13C-CO2和12C-CO2對酸性土壤進行標記培養(yǎng)，通過密度梯度超速離心，將結(jié)合了13C和12C的微生物DNA加以分離，并對這些DNA進行分子生物學分析，發(fā)現(xiàn)屬于奇古菌門（Thaumarchaeota）中的氨氧化古菌（AOA）能固定13CO2，且其豐度變化與活躍的氨氧化速率呈顯著正相關(guān)。在代表微生物多樣性組成的DGGE指紋圖譜上，兩個AOA類群在培養(yǎng)后顯著增加，而相應的氨氧化細菌則變化不明顯，表明AOA是該酸性土壤硝化作用的主要貢獻者。
這一發(fā)現(xiàn)為AOA在酸性土壤硝化作用中發(fā)揮主導作用提供了直觀證據(jù)，為重新認識酸性土壤中的硝化作用機理提供了重要參考。
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