| 稻田土壤氧化亚氮产生潜势、反硝化功能基因丰度和群落结构的垂向分布 |
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| 引用本文： | 刘时光,王晓玲,王元涛,王晓敏,宋以萍,蒋莹莹,祝贵兵.稻田土壤氧化亚氮产生潜势、反硝化功能基因丰度和群落结构的垂向分布[J].环境科学学报,2020,40(3):1040-1050. |
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| 作者姓名： | 刘时光 王晓玲 王元涛 王晓敏 宋以萍 蒋莹莹 祝贵兵 |
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| 作者单位： | 吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春130118;中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京100085,吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春130118,吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春130118,中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京100085,中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京100085,中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京100085,中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京100085 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.41671471，41322012和91851204）；广东省"珠江人才计划"本土创新科研团队项目（No.2017BT01Z176）；国家长江生态环境保护修复联合研究中心项目（No.2019-LHYJ-01-0103）；中国科学院生态环境研究中心长江保护专项项目（No.RCEES-CJBH-2019-03）；中国科学院前沿科学重点研究计划（No.QYZDJ-SSW-DQC013）；中国科学院生态环境研究中心生态环境卓越创新项目（No.RCEES-EE1-2019-02）环境模拟与污染控制国家重点联合实验室专项资金（中国科学院生态环境研究中心）（No.18Z02ESPCR），中国科学院青年创新促进会项目 |
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| 摘 要： | 土壤中氧化亚氮（N2O）的释放量占全球N2O释放总量的60%.其中，稻田土壤是N2O最主要的释放源.反硝化过程是稻田土壤N2O生成的主要微生物过程之一.本研究选取广东韶关稻田垂向土壤（0~100 cm）为研究对象，通过乙炔抑制剂法测定了N2O产生潜势和反硝化潜势，并利用针对特异性功能基因的实时荧光定量和高通量测序技术分别分析反硝化功能基因丰度和反硝化微生物群落结构.结果显示：0~10 cm深度的土壤样品N2O产生潜势最高，可达（0.020±0.0035）μg·g-1·h-1.反硝化功能基因中，nirK基因的丰度峰值（（1.51±0.0015）×108 copies·g-1）出现在0~10 cm深度，而nosZ和nirS基因的丰度峰值（（4.29±0.0015）×107 copies·g-1和（8.86±0.0010）×107 copies·g-1）均出现在10~20 cm深度.稻田垂向土壤中N2O产生潜势和相关的反硝化功能基因（nosZ、nirK和nirS）丰度均随土壤深度的增加而逐渐降低.其中在所有深度的土壤样品中nirK基因的丰度均高于nirS.基于nirK基因的高通量测序结果发现慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）的相对丰度最高（44.06%±6.14%，n=6）.相关性分析表明，稻田土壤中N2O产生潜势与环境因子（TN、TC和含水率）、反硝化功能基因丰度以及慢生根瘤菌（Bradyrhizobium），罗河杆菌属（Rhodanobacter）和亚硝化螺菌属（Nitrosospira）的相对丰度呈正相关.上述结果表明稻田土壤中环境因子和反硝化功能基因丰度影响了N2O产生潜势的垂向分布.
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| 关 键 词： | 稻田垂向土壤 氧化亚氮 反硝化细菌功能基因 群落结构 |
| 收稿时间： | 2019/9/2 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2019/11/8 0:00:00 |
The potential of nitrous oxide, denitrification function gene abundance, and vertical distribution of community structure in paddy soil |
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| LIU Shiguang,WANG Xiaoling,WANG Yuantao,WANG Xiaomin,SONG Yiping,JIANG Yingying and ZHU Guibing.The potential of nitrous oxide, denitrification function gene abundance, and vertical distribution of community structure in paddy soil[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2020,40(3):1040-1050. |
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| Authors: | LIU Shiguang WANG Xiaoling WANG Yuantao WANG Xiaomin SONG Yiping JIANG Yingying and ZHU Guibing |
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| Institution: | 1. School of Municipal Engineering and Environmental, Jilin Jianzhu University, Changchun 130118;2. Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Center for Ecological Environment Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085,School of Municipal Engineering and Environmental, Jilin Jianzhu University, Changchun 130118,School of Municipal Engineering and Environmental, Jilin Jianzhu University, Changchun 130118,Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Center for Ecological Environment Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085,Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Center for Ecological Environment Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085,Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Center for Ecological Environment Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085 and Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Center for Ecological Environment Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085 |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | vertical soil of paddy field nitrous oxide functional genes of denitrifying bacteria community structure |
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