施氮肥对华北平原土壤氨氧化细菌和古菌数量及群落结构的影响

利用荧光定量PCR、末端限制性片段长度多样性（T-RFLP）和基因克隆文库技术，比较了4种施氮水平（不施氮肥，0 kg N/hm2，CK；施低水平氮肥，75 kg N/hm2，N1；施中水平氮肥，150 kg N/hm2，N2；施高水平氮肥，225 kg N/hm2，N3）下华北平原地区小麦季表层（0-20 cm）土壤总细菌、氨氧化细菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA）的丰度和群落结构。结果表明，土壤总细菌、AOB和AOA数量分别在每克干土5.74×109-7.50×109、8.89×106-2.66×107和3.83×108-7.78×108之间。不同施氮量土壤AOA数量均高于AOB数量，AOA/AOB值在81.72-14.38之间。增施氮肥显著显著提高AOB数量（P < 0.05），对总细菌和AOA数量的影响不显著（P > 0.05）。与CK相比，处理N1、N2和N3中AOB数量分别提高了0.64、1.50和1.99倍。增施氮肥显著改变了AOB和AOA的群落结构，且不同施氮量处理中AOB群落结构差异更大。系统进化分析显示，施氮肥小麦土壤AOB主要为Nitrosospira属类群，分布在Cluster 3的两个分支中；AOA分布在Cluster S的4个分支中。相关性分析显示，AOB数量与全氮和铵态氮含量呈显著正相关关系，与土壤pH和碳氮比呈显著负相关关系（P < 0.05）；AOA数量与硝态氮含量和土壤pH呈显著正相关关系，与铵态氮含量呈显著负相关关系（P < 0.05）。研究结果表明：增施氮肥可显著改变华北平原地区碱性土壤AOB数量与群落结构，该地区小麦土壤中AOB比AOA对氮肥响应更敏感