稻田甲烷排放的微生物群落結(jié)構組成及活性初步研究.pdf

1、稻田是大氣甲烷排放的重要源。我國稻谷產(chǎn)量世界第一、水稻種植面積世界第二，稻田甲烷排放不同地區(qū)水稻土的甲烷排放有一定的差異，微生物則是稻田甲烷產(chǎn)生和氧化的生物源，研究我國稻田甲烷排放的微生物機制具有重要意義。本論文針對我國典型稻田土壤，圍繞稻田甲烷產(chǎn)生和甲烷氧化過程，采用微生物分子生態(tài)學方法，如聚合酶鏈式反應(PCR)、實時熒光定量(qPCR)、變性梯度凝膠電泳分子指紋圖譜(DGGE)、克隆文庫和穩(wěn)定性同位素核酸探針等技術，研究了長期氮肥

2、施用以及大氣CO2濃度升高下稻田土壤產(chǎn)甲烷古菌的豐度和群落結(jié)構變化規(guī)律，進一步研究了三種典型稻田土壤甲烷氧化動力學規(guī)律及其微生物作用者，主要研究結(jié)果如下：
　　 1、長期施用(>22年)無機有機混合肥(NPK/OM)導致產(chǎn)甲烷古菌數(shù)量增加，并可能促進甲烷八疊球菌的生長，但產(chǎn)甲烷古菌整體微生物群落組成變化較小。長期單獨施用無機氮肥對產(chǎn)甲烷古菌群落結(jié)構影響較小。
　　 2、大氣CO2濃度升高(FACE)促進水稻分蘗期產(chǎn)甲烷古

3、菌數(shù)量的增加，在2009年分蘗期非根際土壤中達到了顯著性水平，而對揚花期、拔節(jié)期和灌漿期的產(chǎn)甲烷古菌豐度有一定的抑制作用。與根際土壤相比，非根際土壤受到的抑制作用較小。此外，與施用低氮肥相比較，施用高氮肥在一定程度降低了土壤產(chǎn)甲烷古菌的數(shù)量。
　　 3、低甲烷初始濃度(700ug·L-1)條件下，廣東雷州稻田土壤的甲烷氧化速率最小，湖南古市稻田土壤和湖南桃源稻田土壤的甲烷氧化速率較為一致；高濃度甲烷(7000ug·L-1)條件下

4、，湖南古市稻田土壤的甲烷氧化速率最大，廣東雷州和湖南桃源的稻田土壤甲烷氧化速率較為一致。進一步采用穩(wěn)定性同位素13C示蹤稻田土壤中甲烷氧化細菌的核酸DNA結(jié)果表明三種稻田土壤中活性甲烷氧化細菌種類不同，湖南古市稻田土壤中類型Ⅰ甲烷氧化細菌占所有甲烷氧化細菌的77.8％(克隆文庫數(shù)據(jù))；湖南桃源稻田土壤中類型Ⅱ型甲烷氧化細菌占所有克隆序列的80％；類型Ⅰ甲烷氧化細菌主導了廣東雷州稻田土壤甲烷氧化。結(jié)果表明類型Ⅰ和類型Ⅱ甲烷氧化細菌的活性具