成都生物所尹春英團隊在解淀粉芽孢桿菌調控土壤反硝化過程研究中取得進展
來源:生態環境修復中心
作者:羅林
時間:2025-06-20
反硝化過程是土壤氮循環的重要組成部分,與土壤氮損失和溫室氣體排放密切相關。農業生態系統施肥對土壤反硝化過程的影響因不同施肥措施而異。深入理解不同施肥措施下土壤反硝化過程及其驅動因素,對于農業可持續發展至關重要。酸性茶園土壤有較高的氮損失風險,且化肥的過度使用加劇了茶園土壤的酸化和反硝化作用。因此,利用微生物作為生物刺激素,以及有機肥替代化肥在有機農業發展中受到更多關注。解淀粉芽孢桿菌(BA)是一種典型的綠色、無毒的生物刺激素,其與有機肥配施對土壤反硝化過程的影響尚不清楚。
基于此,中國科學院成都生物研究所抗逆植物適應與篩選團隊研究了配施對酸性茶園土壤反硝化過程的影響,采用乙炔抑制法、實時熒光定量PCR和高通量測序等方法,探究了BA單獨施用、有機肥單獨施用及BA與有機肥配施對酸性茶園土壤反硝化速率和反硝化微生物群落的影響。研究表明:1)BA和有機肥單獨施用均提高了土壤硝態氮含量和土壤反硝化速率,主要是通過提高亞硝酸還原酶活性、K型亞硝酸還原功能微生物(nirK)豐度和降低S型亞硝酸還原功能微生物(nirS)α多樣性指數與氧化亞氮還原功能微生物(nosZ)豐度;2)BA與有機肥配施,減弱了有機肥對土壤反硝化速率的刺激作用;3)反硝化功能微生物比土壤環境因子能更好地指示反硝化速率的變化。與nirK相比,nirS群落組成對不同施肥處理更敏感,主要與土壤pH、總氮和硝態氮變化有關。因此,在有機農業生產中,BA與有機肥配施可有效減少酸性土壤中因反硝化過程導致的氮損失。
相關研究成果以“Bacillus amyloliquefaciens application alleviated the stimulation of organic fertilizer on soil denitrification rate in acidic soils”為題發表在Microbiological Research。特別研究助理羅林為論文第一作者,尹春英研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和中國科學院戰略性先導科技專項的聯合資助。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.micres.2025.128216
圖1.?不同施肥處理對反硝化過程(速率、酶活性、功能基因豐度)的影響
圖2.?不同施肥處理對亞硝酸還原功能微生物群落的影響
圖3.解淀粉芽孢桿菌減弱有機肥對土壤反硝化速率促進作用機制