施肥方式对干旱半干旱地区土壤氨氧化微生物数量和群落的影响

ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡ

生态学报

Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１１Ｊｕｎ．，２０２１

ＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１９０７１２１４６９４５７７⁃４５８５．

陈竹，郭岩彬，孟凡乔，邵小明，刘宝驹，吴文良．施肥方式对干旱半干旱地区土壤氨氧化微生物数量和群落的影响．生态学报，２０２１，４１（１１）：ＣｈｅｎＺ，ＧｕｏＹＢ，ＭｅｎｇＦＱ，ＳｈａｏＸＭ，ＬｉｕＢＪ，ＷｕＷＬ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓｏｎｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄｉｚｅｒｓｉｎｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０２１，４１（１１）：４５７７⁃４５８５．

施肥方式对干旱半干旱地区土壤氨氧化微生物数量和群落的影响

陈　竹１，２，郭岩彬１，孟凡乔１，邵小明１，刘宝驹１，吴文良１，∗

１中国农业大学资源与环境学院，北京　１０００００２贵州大学农学院，贵阳　５５００００

摘要：氨氧化是硝化作用的限速步骤，也是评估土壤氮循环和提高氮肥利用效率的重要指标。以内蒙古农牧业科学院旱作实验站长期定位实验为基础，通过实时荧光定量ＰＣＲ和末端限制性片段长度多态性分析，研究了５种施肥方式（单施氮肥、单施有机肥、氮磷钾配施、有机无机配施和不施肥）对土壤氨氧化古菌（ＡＯＡ）和氨氧化细菌（ＡＯＢ）群落丰度、结构和活性的影响。结果表明：单施氮肥、氮磷钾肥配施以及有机无机肥配施均能显著提高ＡＯＢ的丰度以及土壤硝化潜势。Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３ａ．１是不施肥土壤中主要的ＡＯＢ种群，而施用氮肥后优势种群转变为Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３ａ．２。Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３ｂ的比例在施用有机肥处理土壤中显著升高。在干旱半干旱地区，土壤ｐＨ和含水量是解释ＡＯＢ群落结构变化的关键环境因子。ＡＯＡ的丰度在单独施用氮肥处理中显著升高，但不同施肥方式对ＡＯＡ的群落结构没有显著影响。关键词：干旱半干旱地区；氨氧化古菌；氨氧化细菌；群落结构；长期定位施肥

Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓｏｎｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄｉｚｅｒｓｉｎｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ

１ＣｏｌｌａｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００００，Ｃｈｉｎａ２ＣｏｌｌａｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００００，Ｃｈｉｎａ

ＣＨＥＮＺｈｕ１，２，ＧＵＯＹａｎｂｉｎｇ１，ＭＥＮＧＦａｎｑｉａｏ１，ＳＨＡＯＸｉａｏｍｉｎｇ１，ＬＩＵＢａｏｊｕ１，ＷＵＷｅｎｌｉａｎｇ１，∗

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄａｔｉｏｎｉｓａｒａｔｅ－ｌｉｍｉｔｉｎｇｓｔｅｐｏｆｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｅｘｔｏｅｖａｌｕａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｙｃｌｉｎｇｉｎｓｏｉｌ．Ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅＰＣＲ，ｔｅｒｍｉｎａｌｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｆｒａｇｍｅｎｔｌｅｎｇｔｈｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍａｎｄｃｌｏｎｅｌｉｂｒａｒｙａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓｏｎｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄｉｚｅｒｓｉｎａｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｔｈｅｄｒｙｆａｒｍｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｎｄＡｎｉｍａｌＨｕｓｂａｎｄｒｙＳｃｉｅｎｃｅｓ．Ｆｉｖｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ）ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｃｈｅｍｉｃａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓａｎｄＰｏｔａｓｓｉｕｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ（ＮＰＫ），ｍａｎｕｒｅｏｎｌｙ（Ｏ），ＮＰＫｐｌｕｓｍａｎｕｒｅ（ＮＰＫ＋Ｏ），ａｎｄｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｓｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ（ＡＯＢ）ａｎｄｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎＮ，ＮＰＫ，ａｎｄＮＰＫ＋Ｏｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．ＴｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓｏｆＡＯＢｉｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｉｌｗｅｒｅｍｏｓｔｌｙａｆｆｉｌｉａｔｅｄｗｉｔｈｇｅｎｕｓＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａｃｌｕｓｔｅｒｓ３ａ．１．ＴｈｅｓｏｉｌｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈＮｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅｏｆＡＯＢｔｈａｔｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａ

基金项目：国家自然科学基金地区基金项目（３１８６０１１５）；贵州省教育厅青年科技人才成长项目（黔教合ＫＹ字【２０１８】１００）；贵州大学引进人才科研项目（贵大人基合字（２０１６）４７号）；贵州大学线上线下混合式课程建设项目《植物营养学》收稿日期：２０１９⁃０７⁃１２；　　网络出版日期：２０２１⁃０４⁃０６∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｕｗｅｎｌ＠ｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ

４５７８　生　态　学　报　　　４１卷　

ｃｌｕｓｔｅｒｓ３ａ．２．Ｉｎｃｏｎｔｒａｓｔ，ｔｈｅＯ⁃ｔｒｅａｔｅｄｓｏｉｌｓｈｏｗｅｄｍｏｒｅａｂｕｎｄａｎｔＡＯＢｔｈａｔｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａｃｌｕｓｔｅｒｓ３ｂ．Ｉｎｔｈｅｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｓｏｉｌｐＨａｎｄｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｄｒｉｖｅｒｓｏｆｔｈｅＡＯＢｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｄｉｄｎｏｔｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅＡＯＡｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．

Ｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｒｃｈａｅａ（ＡＯＡ）ｗａｓｏｎｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｏｆｕｒｅａ，ｗｈｉｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓ

ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ；ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｒｃｈａｅａ；ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ；ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ

硝化作用介导铵态氮向硝态氮转化的过程，它不仅影响氮对植物的有效性，还与面源污染和温室气体排放有关［１］。氨氧化是硝化作用的限速步骤，也是评估土壤氮循环的重要指标［２］。氨氧化古菌（ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｒｃｈａｅａ，ＡＯＡ）、氨氧化细菌（ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ，ＡＯＢ）物（ｃｏｍｐｌｅｔｅａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄｉｚｅｒ，Ｃｏｍａｍｍｏｘ）

［５］

［２⁃４］

和新近发现的全程氨氧化微生

是氨氧化的主要参与者。ＡＯＡ是强酸性土壤中氨氧化作用的

主要驱动者［６］，但ＡＯＡ最高仅能耐受２０ｍＭ的铵，这远低于多数ＡＯＢ适宜的铵浓度（５０—１０００ｍｍｏｌ／Ｌ［７］），因此在高氮或碱性土壤中，氨氧化过程多由ＡＯＢ主导［８⁃９］。

长期定位施肥会对氨氧化微生物的活性、群落丰度和结构产生深刻影响［１０］。大量研究表明，中性和碱性

土壤上施用氮肥只改变ＡＯＢ的群落组成和丰度，酸性土壤上则影响ＡＯＡ［１１⁃１４］。但杨亚东等［１５］和罗培宇等［１６］对水稻土和东北棕壤研究结果表明，施用氮肥后ＡＯＡ和ＡＯＢ的群落丰度和多样性都显著升高。这表明淹水、低温和干旱等极端环境下可能产生独特的氨氧化微生物种群，它们对施肥的响应有待进一步研究。在这一地区非常突出。目前，对干旱半干旱地区农田土壤氨氧化微生物影响的报道较少。本研究以内蒙古农牧业科学院旱作实验站的长期定位实验为基础，利用实时荧光定量ＰＣＲ、末端限制性片段长度多态性（ＴｅｒｍｉｎａｌＲｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎＦｒａｇｍｅｎｔＬｅｎｇｔｈＰｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，Ｔ⁃ＲＦＬＰ）和克隆文库分析：１）长期施用化肥、有机肥对干旱半干旱地区农田土壤ＡＯＢ和ＡＯＡ群落数量、结构以及活性的影响；２）影响ＡＯＢ、ＡＯＡ群落变化的主要环境因子。１　材料与方法

１．１　实验设计与样品采集

地属于温带大陆性季风气候，年平均气温２．５℃，年降雨量３４３．６ｍｍ。试验始于２００４年，采用马铃薯—油菜—莜麦一年一熟轮作制。共设置５个处理，肥料用量及配比根据测土配方施肥确定：对照（ＣＫ，不使用肥料）、氮（Ｎ，单施尿素，６０Ｎｋｇ／ｈｍ２）、有机肥（Ｏ，单施羊粪，３７．５Ｎｋｇ／ｈｍ２，１５Ｐ２Ｏ５ｋｇ／ｈｍ２，５５．５Ｋ２Ｏｋｇ／ｈｍ２）、氮磷钾（ＮＰＫ，尿素＋磷酸二铵＋氯化钾，６０Ｎｋｇ／ｈｍ２，４５Ｐ２Ｏ５ｋｇ／ｈｍ２，３０Ｋ２Ｏｋｇ／ｈｍ２）、氮磷钾＋有机肥（ＮＰＫ＋Ｏ，尿素＋磷酸二铵＋氯化钾（６０Ｎｋｇ／ｈｍ２，４５Ｐ２Ｏ５ｋｇ／ｈｍ２，３０Ｋ２Ｏｋｇ／ｈｍ２）＋羊粪（３７．５Ｎ

本研究土壤样品采自中国农业大学武川长期定位试验地（４０°５９′Ｎ，１１０°３３′Ｅ），土壤为栗钙土［１８］。该干旱半干旱生态系统占全球陆地面积的４１％，全球约有３８％的人口居住于此［１７］，发展和可持续的矛盾

ｋｇ／ｈｍ２，１５Ｐ２Ｏ５ｋｇ／ｈｍ２，５５．５Ｋ２Ｏｋｇ／ｈｍ２））。化肥混匀后在播种时开沟侧施，有机肥于每年作物播种前均２０１２年７月采集，地上部作物为莜麦。每小区用土钻随机采集５个土壤样品后均匀混合。土壤样品过２ｍｍ筛后，用于ＤＮＡ提取和酶活测定的样品保存于－８０℃，其余样品风干后保存待测。１．２　土壤理化性质测定

土壤ｐＨ以水土比１∶２．５测定。土壤铵态氮及硝态氮用流动分析仪（Ｂｒａｎ⁃Ｌｕｅｂｂｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）测定。土壤有机质和全氮用碳氮分析仪（ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｃｈｅｒ，ＵＳＡ）测定。土壤磷酸盐的测定依据Ｏｌｓｅｎ等［１９］的方法。土壤ＰＮＲ采用氯酸钾抑制法测定［２０］。

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匀撒在地表，随翻土施入。每个处理三个重复，随机区组排列，小区面积３ｍ２，试验区面积５０ｍ２。样品于

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１．３　ＤＮＡ的提取及氨氧化微生物ａｍｏＡ基因实时荧光定量ＰＣＲ测定

土壤ＤＮＡ由０．２５ｇ土壤用ＰｏｗｅｒＳｏｉｌＤＮＡＩｓｏｌａｔｉｏｎＫｉｔ（Ｍｏｂｉｏ，ＵＳＡ）依据说明书提取。ＡＯＢ的ａｍｏＡ基因实时荧光定量ＰＣＲ引物为ａｍｏＡ⁃１Ｆ／ａｍｏＡ⁃２Ｒ［２１］。反应程序为：９４℃预变性１２０ｓ；９４℃变性４５ｓ，５７℃退火１ｍｉｎ，７２℃延伸４５ｓ，共３５个循环。ＡＯＡ的ａｍｏＡ基因实时荧光定量ＰＣＲ引物为ＣｒｅｎａｍｏＡ２３ｆ／ＣｒｅｎａｍｏＡ６１６ｒ［２２］。反应程序为：９４℃预变性２ｍｉｎ；９４℃变性４５ｓ，５３℃退火１ｍｉｎ，７２℃延伸４５ｓ，共３５

个循环。反应体系均为２０μＬ：１０μＬＳＹＢＲＰｒｅｍｉｘＥｘＴａｑ（Ｔａｋａｒａ，大连），上下游引物各１μＬ，２μＬＢＳＡ，１μＬ的模板或标线ＤＮＡ，６μＬ灭菌超纯水。标准曲线以ＡＯＡ和ＡＯＢ的ａｍｏＡ基因克隆制备质粒。ＡＯＡ在８３℃收集反应荧光信号，氨氧化细菌在８１℃收集反应荧光信号以防止引物二聚体所引起的误差。反应完成后设置溶解曲线用以检验产物的特异性，其程序为５５℃至９９℃之间，每１℃读数一次。ｑＰＣＲ扩增反应在ＡＢＩ７５００Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅＰＣＲ（ＡＢＩ，ＵＳＡ）上进行。１．４　ａｍｏＡ基因的Ｔ⁃ＲＦＬＰ分析

ＡＯＢａｍｏＡ基因的Ｔ⁃ＲＦＬＰ分析用ａｍｏＡ⁃２Ｒ和６⁃ｃａｒｂｏｘｙｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ（ＦＡＭ）标记的ａｍｏＡ⁃１Ｆ作为引物。

ＰＣＲ程序为９４℃变性５ｍｉｎ；然后９４℃变性３０ｓ、５７℃退火３０ｓ、７２℃延伸６０ｓ，共３５个循环；最后７２℃

延伸１０ｍｉｎ。电泳检测ＰＣＲ产物特异性，用ＰＣＲ产物纯化试剂盒（Ａｘｙｇｅｎ，ＵＳＡ）纯化。纯化产物用限制性内切酶ＭｓｐＩ（ＮＥＢ，ＵＫ）酶切。ＡＯＡａｍｏＡ基因的Ｔ⁃ＲＦＬＰ分析用ＣｒｅｎａｍｏＡ６１６ｒ和ＦＡＭ标记的ＣｒｅｎａｍｏＡ２３ｆ作为引物。ＰＣＲ程序为９４℃变性５ｍｉｎ；然后９４℃变性３０ｓ、６０℃退火３０ｓ、７２℃延伸６０ｓ，共３５个循环；最后７２℃延伸１０ｍｉｎ。电泳检测ＰＣＲ产物特异性，然后用ＰＣＲ产物纯化试剂盒（Ａｘｙｇｅｎ）纯化ＰＣＲ产物。纯化产物用限制性内切酶ＭｂｏＩ（ＮＥＢ）酶切。酶切产物与甲酰胺和ＧｅｎｅＳｃａｎＴＭ⁃５００Ｌｉｚ（ＡＢＩ）混合。酶切片段长度用ＡＢＩ⁃ＰＲＩＳＭ３０３０ＸＬＧｅｎｅｔｉｃＡｎａｌｙｚｅｒ（ＡＢＩ，ＵＫ）软件检测。每个峰的相对丰度用ＧｅｎｅＭａｒｋｅｒｖｅｒｓｉｏｎ２．２（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｆｔｇｅｎｅｔｉｃｓ．ｃｏｍ）软件进行分析。１．５　克隆文库的构建与分析

将每个处理３个重复的ＤＮＡ单独进行ＰＣＲ扩增，扩增体系同１．４。每个处理的ＰＣＲ产物等体积混合后用ｐＥＡＳＹ⁃Ｔ１载体（ＴｒａｎｓＧｅｎＢｉｏｔｅｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ）进行克隆并测序。序列由ＢＬＡＳＴ⁃Ｎ在线比对验证。ＡＯＢ和１．６　统计分析

ＡＯＡ分别构建５个文库，每个文库包含１２条序列。用ＭＥＧＡｖ．４．０以ｎｅｉｇｈｂｏｒ⁃ｊｏｉｎｉｎｇ法构建进化树。

使用ｏｎｅ⁃ｗａｙＡＮＯＶＡ的Ｄｕｎｃａｎ′ｓ检验在Ｐ＜０．０５水平计算各指标在处理间的差异显著性。用Ｓｐｅａｒｍａｎ相关性指数计算各指标之间的相关性。用Ｒ语言（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．Ｒ⁃ｐｒｏｊｅｃｔ．ｏｒｇ）的“Ｖｅｇａｎ”程序包进行ＡＮＯＳＩＭ分析以比较处理间ＡＯＢ和ＡＯＡ的群落结构的相似性，冗余分析（ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓ，ＲＤＡ）结合ＢＩＯＥＮＶ来分析环境因子对群落的影响，控制方差膨胀因子使其小于１０，并用蒙特卡洛置换检验分析环境因子和群落之间的相关性。２　结果

２．１　土壤理化性质

－

和ＳＯＣ含量都显著低于其他处理（表１）。与ＣＫ相比，Ｎ处理土壤的ＴＮ、ＮＨ＋４和ＮＯ３含量显著升高，而土

－

受长期耕作却未及时补充肥料的影响，ＣＫ土壤中有效态营养成分（ＮＨ＋４、ＮＯ３和有效磷）以及ＴＮ、ＴＣ

壤ｐＨ显著降低。施用有机肥处理（Ｏ和ＮＰＫ＋Ｏ）土壤的ＴＣ、ＴＮ和ＳＯＣ含量显著高于其他处理。受磷肥施用影响，土壤磷酸盐含量由高到低依次是ＮＰＫ＋Ｏ＞ＮＰＫ≈Ｏ＞Ｎ≈ＣＫ。２．２　硝化潜式和氨氧化微生物群落丰度

ＰＮＲ与ＡＯＢ和ＡＯＡ的ａｍｏＡ基因拷贝数分别呈极显著正相关（ｒ＝０．９１２，Ｐ＜０．０１）和显著正相关（ｒ＝０．５４２，＝０．６６３，Ｐ＜０．０１；表２）和ＮＨ＋＝０．５９８，Ｐ＜０．０５；表２）显著正相关。Ｐ＜０．０５；表２）。ＰＮＲ与ＮＯ－３（ｒ４含量（ｒ

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施用尿素的处理（Ｎ、ＮＰＫ和ＮＰＫ＋Ｏ）土壤的ＰＮＲ显著高于Ｏ处理和ＣＫ（图１）。相关性分析表明，

４５８０　生　态　学　报　　　

表１　土壤理化性质

Ｔａｂｌｅ１　Ｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ

４１卷　

处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ含水量Ｍｏｉｓｔｒｕｅ／％ｐＨ（Ｈ２Ｏ）

全碳ＴｏｔａｌＣａｒｂｏｎ／（ｇ／ｋｇ）全氮ＴｏｔａｌＮｉｔｒｏｇｅｎ／（ｇ／ｋｇ）碳氮比Ｃ／Ｎｒａｔｉｏ

有机碳ＳｏｉｌＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ／（ｇ／ｋｇ）铵态氮ＮＨ＋４⁃Ｎ／（ｍｇ／ｋｇ）硝态氮ＮＯ－３⁃Ｎ／（ｍｇ／ｋｇ）磷酸盐Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ／（ｍｇ／ｋｇ）

对照

ＣＫ７．０５±０．６７ａ７．６９±０．１１ａｂ８．４３±０．２３ｃ０．７８±０．０４ｃ１０．３８±０．３８ａ７．６５±０．２５ｃ８．６４±０．７０ｂ４７．４４±１．４１ｃ８．８８±０．３１ｃ

氮Ｎ６．９０±０．５７ａ７．５８±０．０９ｂ０．８９±０．１１ｂ１０．１３±０．２８ｂ７．９９±０．２８ｃ１３．３１±１．５１ａ２７．８９±４．４７ａ４５．３６±２．８５ｃ８．９９±０．８６ｂｃ

有机肥Ｏ７．５４±０．２７ａ１２．３８±０．３９ａ１．１３±０．０３ａ１０．９１±０．０９ａ１０．０７±０．８６ａｂ１０．８４±１．３６ｂｃ６６．１５±３．２８ｂ８．５５±１．７５ａｂ７．８２±０．０２ａ

氮磷钾ＮＰＫ６．４１±０．５４ａ７．８２±０．０５ａ９．４９±０．４３ｂ０．９０±０．０５ｂ１０．５８±０．１４ａｂ８．７９±０．２８ｂｃ１０．７５±１．０３ｂｃ６６．６９±１．８７ｂ７．０９±０．５４ｂ

氮磷钾＋有机肥

ＮＰＫ＋Ｏ７．１３±０．４３ａ１２．２５±０．４８ａ１．１３±０．０４ａ１０．８６±０．３１ａ１１．３４±０．２５ａ１０．５４±３．９７ａｂ１８．８５±４．５９ａｂ８３．８９±２．６４ａ７．７１±０．０８ａｂ

　　∗处理：不施肥（ＣＫ）；氮（Ｎ）；有机肥（ＯＭ）；氮磷钾（ＮＰＫ）；氮磷钾＋常量有机肥（ＮＰＫ＋Ｏ）。平均值±标准误（ｎ＝３）；同一行中所带字母不相同，表示处理之间有显著差异性（Ｐ＜０．０５）

图１　不同处理土壤的硝化潜式和氨氧化细菌和氨氧化古菌的数量

Ｆｉｇ．１　Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅ，ｂａｃｔｅｒｉａｌａｎｄａｒｃｈａｅａａｍｏＡｇｅｎｅｓａｂｕｎｄａｎｃｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ

∗处理：不施肥（ＣＫ）；氮（Ｎ）；有机肥（Ｏ）；氮磷钾（ＮＰＫ）；氮磷钾＋有机肥（ＮＰＫ＋Ｏ）；平均值＋标准误（ｎ＝３）；不同字母表示不同处理间有显著差异性（Ｐ＜０．０５）

表２　ＡＯＡ、ＡＯＢ丰度与ＰＮＲ、土壤化学性质的相关性

Ｔａｂｌｅ２　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄｉｚｅｒｓａｂｕｎｄａｎｃｅ，ｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＰＮＲ含水量Ｍｏｉｓｔｒｕｅ

氨氧化古菌ＡＯＡ氨氧化细菌ＡＯＢ硝化潜式ＰＮＲ

－０．４７７－０．１６６－０．０４２

ｐＨ－０．２７６－０．３４３－０．３８

全碳Ｔｏｔａｌｃａｒｂｏｎ－０．１３９０．１７０．１７２

全氮Ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ－０．０３４０．２６９０．２７４

碳氮比Ｃ／Ｎｒａｔｉｏ－０．５４５∗－０．４０２－０．４０１

有机碳Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ－０．１７１０．３４５０．３３９

铵态氮ＮＨ＋４⁃Ｎ０．３４９０．４４３０．５９８∗

硝态氮

ＮＯ－３⁃Ｎ０．５７０∗０．６４１∗

∗０．６６３∗

磷酸盐Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ－０．０９

硝化潜式ＰＮＲ０．５４２∗

０．４３９０．４６７

∗

０．９１２∗

　　∗ｎ＝１５；∗Ｐ＜０．０５；∗∗Ｐ＜０．０１

ａｍｏＡ基因拷贝数（５．９９×１０５—１．２１×１０７）拷贝数／ｇ干土，ＡＯＡ／ＡＯＢ为１９．２９－３．３８（图１）。在所有处理中，土壤ＡＯＢａｍｏＡ基因拷贝数在施用尿素处理（Ｎ、ＮＰＫ、ＮＰＫ＋Ｏ）土壤中显著高于ＣＫ和Ｏ处理（图１），这与

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不同施肥处理土壤ＡＯＡ的ａｍｏＡ基因拷贝数为（１．６５×１０７—３．３４×１０７）拷贝数／ｇ干土，高于ＡＯＢ的

　１１期　　　陈竹　等：施肥方式对干旱半干旱地区土壤氨氧化微生物数量和群落的影响　４５８１

ＰＮＲ的趋势一致。Ｎ处理土壤ＡＯＡａｍｏＡ基因拷贝数显著高于ＣＫ和Ｏ处理（图１）。ＡＯＢ（ｒ＝０．６４１，Ｐ＜外，ＡＯＡａｍｏＡ基因拷贝数与碳氮比呈显著的负相关关系（ｒ＝－０．５４５，Ｐ＜０．０５；表２）。２．３　氨氧化微生物群落结构

０．０５；表２）和ＡＯＡ（ｒ＝０．５７０，Ｐ＜０．０５；表２）的ａｍｏＡ基因拷贝数都与ＮＯ－３含量呈显著的正相关关系。另

ＡＯＡ群落间没有显著性差异（Ｒ＝０．０８，Ｐ＝０．２０２；表３）。基于ＡＯＢａｍｏＡ基因的Ｔ⁃ＲＦＬＰ分析得到４个末端限制性片段，包括ｔＲＦ６０ｂｐ、ｔＲＦ１５６ｂｐ、ｔＲＦ２３５ｂｐ和ｔＲＦ２５６ｂｐ（图２）。ｔＲＦ１５６ｂｐ在ＣＫ处理土壤中的相对丰度显著高于其他处理，Ｎ处理土壤中ｔＲＦ２５６ｂｐ的相对丰度最高。Ｏ处理土壤中ｔＲＦ６０ｂｐ的相对丰度显著高于其他处理。ＡＮＯＳＩＭ分析表明各处理间土壤ＡＯＢ群落都有显著性差异（Ｐ＜０．０５；表３）。

基于ＡＯＡａｍｏＡ基因的Ｔ⁃ＲＦＬＰ分析得到５个末端限制性片段（图２）。ＡＮＯＳＩＭ分析表明各处理间土壤

图２　不同处理中土壤氨氧化古菌和氨氧化细菌的群落结构

Ｆｉｇ．２　Ｔ⁃ＲＦＬＰｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓｏｆｔｈｅａｒｃｈａｅａａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｌａｍｏＡｇｅｎｅｆｒａｇｍｅｎｔｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ∗平均值＋标准误（ｎ＝３）

表３　氨氧化细菌和古菌群落的ＡＮＯＳＩＭ分析

Ｔａｂｌｅ３　ＡＮＯＳＩＭＲａｎｄＰｖａｌｕｅｓｆｏｒｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｅｒｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｕｓｉｎｇｔｈｅＴ⁃ＲＦＬＰｄａｔａ

Ｒ

对照⁃氮ＣＫ⁃Ｎ对照⁃有机肥ＣＫ⁃Ｏ对照⁃氮磷钾ＣＫ⁃ＮＰＫ

对照⁃氮磷钾＋有机肥ＣＫ⁃ＮＰＫＯ氮⁃有机肥Ｎ⁃Ｏ氮⁃氮磷钾Ｎ⁃ＮＰＫ

氮⁃氮磷钾＋有机肥Ｎ⁃ＮＰＫＯ有机肥⁃氮磷钾Ｏ⁃ＮＰＫ

有机肥⁃氮磷钾＋有机肥Ｏ⁃ＮＰＫＯ氮磷钾⁃氮磷钾＋有机肥ＮＰＫ⁃ＮＰＫＯ所有处理Ｔｏｔａｌ

０．２０．０２２２０．０２２２０．２５９３０．４０７４０．２０．７６３０．１１１１０．４３７０．４３７０．０８

ＡＯＡ氨氧化古菌

Ｐ０．０７７０．４０９０．２９４０．０５０．６２５０．３２２０．２３２０．１５０．００３０．００４０．２０２

Ｒ１０．６７４０．８８２０．７７３０．８２２１０．４３７０．５２６０．４９６０．３１９０．６１９

ＡＯＢ氨氧化细菌

Ｐ０．００５０．００５０．００２０．００１０．００４０．００４０．００３０．００２０．０１７０．０４４０．００１

通过构建ＡＯＢ文库，检测到４个ｔＲＦ片段，包括ｔＲＦ２５６ｂｐ、ｔＲＦ２３５ｂｐ、ｔＲＦ１５６ｂｐ和ｔＲＦ６２ｂｐ（图３）。系统发育树表明所有序列都属于亚硝化螺菌（Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａ），主要分为ＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａＣｌｕｓｔｅｒ３ａ．１、Ｃｌｕｓｔｅｒ

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４５８２　生　态　学　报　　　４１卷　

图３　不同处理中氨氧化细菌ａｍｏＡ基因的遗传进化树

Ｆｉｇ．３　Ｎｅｉｇｈｂｏｒ⁃ｊｏｉｎｉｎｇｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃｔｒｅｅｏｆｔｈｅｂａｃｔｅｒｉａｌａｍｏＡｓｅｑｕｅｎｃｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓｓ

３ａ．２、Ｃｌｕｓｔｅｒ３ｂ、Ｃｌｕｓｔｅｒ９和Ｃｌｕｓｔｅｒ２⁃ｒｅｌａｔｅｄ。ＣＫ土壤Ｏ、ＮＰＫ和ＮＰＫ＋Ｏ处理的土壤中ＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａＣｌｕｓｔｅｒ

中主要种群为ＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａＣｌｕｓｔｅｒ３ａ．１（７５％），而在Ｎ、

３ａ．２的比例更高（＞５０％）。属于ＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａＣｌｕｓｔｅｒ３ｂ

的序列仅在Ｏ处理的土壤中检测到，其模拟酶切ｔＲＦ片段大小为６０ｂｐ。仅在Ｎ处理的土壤中发现模拟酶切ｔＲＦ片段大小为２５６ｂｐ的序列，它与Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａｓｐ．Ｎｓｐ５８（Ｃｌｕｓｔｅｒ２⁃ｒｅｌａｔｅｄ）有很高的相似性（９７％ｓｅｑｕｅｎｃｅｉｄｅｎｔｉｔｙ）。ＲＤＡ和ＢＩＯＥＮＶ分析表明ｐＨ和土壤含水量可以完全解释ＡＯＢ群落的变化（１００％），是影响ＡＯＢ群落结构变化的关键因子（ｒｈｏ＝０．１７９，Ｐｒ＜片段，包括ｔＲＦ７５ｂｐ、ｔＲＦ１３１ｂｐ、ｔＲＦ３２４ｂｐ、ｔＲＦ４１７０．０５）（图４）。通过构建ＡＯＡ文库，检测到７个ｔＲＦ

　图４　不同土地利用方式下土壤氨氧化细菌群落结构ＲＤＡ分析Ｆｉｇ．４　ＲＤＡｏｆｓｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｆｆｅｃｔｏｎａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｕｓｉｎｇｔｈｅＴ⁃ＲＦＬＰｄａｔａ

∗不施肥（ＣＫ）；氮（Ｎ）；有机肥（Ｏ）；氮磷钾（ＮＰＫ）；氮磷钾＋有机肥（ＮＰＫ＋Ｏ）

ｂｐ、ｔＲＦ４３８ｂｐ、ｔＲＦ４４１ｂｐ和ｔＲＦ５５０ｂｐ，系统发育树图５）。

表明所有序列都属于ＣｌｕｓｔｅｒＩ．１ｂ（Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｈａｅｒｅ，

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　１１期　　　陈竹　等：施肥方式对干旱半干旱地区土壤氨氧化微生物数量和群落的影响　４５８３

图５　不同处理中氨氧化古菌ａｍｏＡ基因的遗传进化树

Ｆｉｇ．５　Ｎｅｉｇｈｂｏｒ⁃ｊｏｉｎｉｎｇｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃｔｒｅｅｏｆｔｈｅａｒｃｈａｅａａｍｏＡｓｅｑｕｅｎｃｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓｓ

３　讨论

的基因拷贝数（５．９９×１０５—１．２１×１０７）拷贝数／ｇ干土，这与在潮土［１３］、碱性壤土［１１］、红壤［１２］上的研究结果一致。多数研究表明，碱性土壤中施用氮肥不影响ＡＯＡ群落丰度［１１，２３］，但在本研究中，无论施用化肥还是有机肥，ＡＯＡ数量都有升高的趋势，其中，单施尿素处理土壤ＡＯＡ数量显著高于ＣＫ（图１），这与Ｈｕ等［２４］在干旱半干旱草原上的研究结果一致。在干旱环境中，极低的土壤含水量会阻断物质传递，受根系和微生物吸收铵时分泌氢离子影响，土壤中可能形成大量利于ＡＯＡ繁殖的酸性微环境。

Ｎ、ＮＰＫ和ＮＰＫ＋Ｏ处理土壤的ＡＯＢａｍｏＡ基因拷贝数和ＰＮＲ显著高于ＣＫ（图１），这与Ｓｈｅｎ［１１］、Ｃｕｉ［２３］

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不同施肥处理土壤ＡＯＡａｍｏＡ基因拷贝数在（１．６５×１０７—３．３４×１０７）拷贝数／ｇ干土之间，高于ＡＯＢａｍｏＡ

等在碱性土壤上的结果一致，表明施用化肥后会促进ＡＯＢ的增长，增大硝态氮淋洗的风险。ＡＯＢａｍｏＡ基

４５８４　生　态　学　报　　　４１卷　

因克隆文库的结果表明，９３％以上的序列都属于Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａｃｌｕｓｔｅｒ３（图４）。Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３在农田土壤ＡＯＢ群落中的主导地位已经被广泛验证［１，１０］。Ｔ⁃ＲＦＬＰ分析和文库分析均表明，Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３ａ．１是ＣＫ处理中的优势种群，而施用氮肥后，优势种群转变为Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３ａ．２（图２，图３）。这与Ｇｕｏ［２５］和Ｃｈｅｎ［２６］等的研究结论一致。与ＣＫ相比，施用有机肥没有增加ＡＯＢａｍｏＡ基因拷贝数（图１）。有机肥中的铵态氮矿化缓慢，而且有机肥的施用可能促使其他土壤微生物生长并与ＡＯＢ竞争无机氮［２７⁃２８］。值得注意的是，Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３ｂ的比例在Ｏ处理土壤中显著升高（图２，图３），表明与Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３ａ相比，Ｎｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒｉａｃｌｕｓｔｅｒ３ｂ更适应有机氮源［１２，２９］。

［３０］

氨转运膜蛋白ａｍｔＢ的研究发现，ａｍｔＢ只能转运ＮＨ３而不能转运ＮＨ＋。ｐＨ降低时，ＮＨ３会被离子化形成４［２４］ＮＨ＋的研究表明，只有在供水条件下，施肥才能改变干旱地区土壤４从而降低了氨对ＡＯＢ的有效性。Ｈｕ等

ＢＩＯＥＮＶ和ＲＤＡ分析表明ｐＨ和含水量是解释ＡＯＢ群落结构的最佳环境因子组合。对大肠杆菌Ｅ．ｃｏｌｉ

氨氧化微生物的群落结构和丰度。在干旱缺水条件下，施用的肥料会因无法溶解而难以被ＡＯＢ所利用。此外，无论尿素还是有机氮都需经过微生物代谢才能形成氨，而土壤含水量直接影响微生物的活性。总的来说，在干旱半干旱地区，土壤ｐＨ和含水量都可以通过改变氨的生物有效性来影响氨氧化微生物的群落结构。

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：

［１］　ＫｏｗａｌｃｈｕｋＧＡ，ＳｔｅｐｈｅｎＪＲ．Ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ：ａｍｏｄｅｌｆｏｒｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｉｃｒｏｂｉａｌｅｃｏｌｏｇｙ．ＡｎｎｕａｌＲｅｖｉｅｗｏｆＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２００１，５５：［２］　ＰｒｏｓｓｅｒＪＩ．Ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｂａｃｔｅｒｉａ．ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＭｉｃｒｏｂｉａｌＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，１９９０，３０：１２５⁃１８１．

ａｒｃｈａｅｏｎ．Ｎａｔｕｒｅ，２００５，４３７（７０５８）：５４３⁃５４６．ＡｐｐｌｉｅｄＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２０１１，７５：３３⁃７０．４８５⁃５２９．

［３］　ＫöｎｎｅｋｅＭ，ＢｅｒｎｈａｒｄＡＥ，ｄｅｌａＴｏｒｒｅＪＲ，ＷａｌｋｅｒＣＢ，ＷａｔｅｒｂｕｒｙＪＢ，ＳｔａｈｌＤＡ．Ｉｓｏｌａｔｉｏｎｏｆａｎａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｍａｒｉｎｅ［４］　ＢｒａｋｅｒＧ，ＣｏｎｒａｄＲ．Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄｓｉｚｅｏｆＮ２Ｏ⁃ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｉｎｓｏｉｌｓ⁃ｗｈａｔｍａｔｔｅｒｓｆｏｒｔｈｅｉｒｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ？Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎ［５］　ＶａｎＫｅｓｓｅｌＭＡＨ，ＳｐｅｔｈＤＲ，ＡｌｂｅｒｔｓｅｎＭ，ＮｉｅｌｓｅｎＰＨ，ＯｐＤｅｎＣａｍｐＨＪＭ，ＫａｒｔａｌＢ，ＪｅｔｔｅｎＭＳＭ，ＬüｃｋｅｒＳ．Ｃｏｍｐｌｅｔｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｂｙａ［６］　ＺｈａｎｇＬＭ，ＨｕＨＷ，ＳｈｅｎＪＰ，ＨｅＪＺ．Ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｒｃｈａｅａｈａｖｅｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｔｈａｎａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｉｎａｍｍｏｎｉａ［７］　ＨａｔｚｅｎｐｉｃｈｌｅｒＲ．Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，ａｎｄｎｉｃｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｒｃｈａｅａ．ＡｐｐｌｉｅｄａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２０１２，７８［８］　ＤｉＨＪ，ＣａｍｅｒｏｎＫＣ，ＳｈｅｎＪＰ，ＷｉｎｅｆｉｅｌｄＣＳ，Ｏ′ＣａｌｌａｇｈａｎＭ，ＢｏｗａｔｔｅＳ，ＨｅＪＺ．Ｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｒｉｖｅｎｂｙｂａｃｔｅｒｉａａｎｄｎｏｔａｒｃｈａｅａｉｎｎｉｔｒｏｇｅｎ⁃［９］　ＪｉａＺＪ，ＣｏｎｒａｄＲ．ＢａｃｔｅｒｉａｒａｔｈｅｒｔｈａｎＡｒｃｈａｅａｄｏｍｉｎａｔｅｍｉｃｒｏｂｉａｌａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄａｔｉｏｎｉｎａｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｓｏｉｌ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２００９，［１０］　ＳｈｅｎＪＰ，ＺｈａｎｇＬＭ，ＤｉＨＪ，ＨｅＪＺ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａａｎｄａｒｃｈａｅａｉｎＣｈｉｎｅｓｅｓｏｉｌｓ．ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２０１２，［１１］　ＳｈｅｎＪＰ，ＺｈａｎｇＬＭ，ＺｈｕＹＧ，ＺｈａｎｇＪＢ，ＨｅＪＺ．Ａｂｕｎｄａｎｃｅａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａａｎｄａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｒｃｈａｅａ［１２］　ＨｅＪＺ，ＳｈｅｎＪＰ，ＺｈａｎｇＬＭ，ＺｈｕＹＧ，ＺｈｅｎｇＹＭ，ＸｕＭＧ，ＤｉＨＪ．Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｅｓｏｆｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃

２００７，９（９）：２３６４⁃２３７４．３７（１１）：３６３６⁃３６４６．

ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａａｎｄａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｒｃｈａｅａｏｆａＣｈｉｎｅｓｅｕｐｌａｎｄｒｅｄｓｏｉｌｕｎｄｅｒｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｓ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｏｆａｎａｌｋａｌｉｎｅｓａｎｄｙｌｏａｍ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２００８，１０（６）：１６０１⁃１６１１．３：２９６．

１１（７）：１６５８⁃１６７１．

ｒｉｃｈｇｒａｓｓｌａｎｄｓｏｉｌｓ．ＮａｔｕｒｅＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００９，２（９）：６２１⁃６２４．（２１）：７５０１⁃７５１０．

ｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｏｎｇｌｙａｃｉｄｉｃｓｏｉｌｓ．ＴｈｅＩＳＭＥＪｏｕｒｎａｌ，２０１２，６（５）：１０３２⁃１０４５．ｓｉｎｇｌｅｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ．Ｎａｔｕｒｅ，２０１５，５２８（７５８３）：５５５⁃５５９．

［１３］　杨亚东，张明才，胡君蔚，张凯，胡跃高，曾昭海．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．生态学报，２０１７，［１４］　ＬｉｕＨＹ，ＬｉＪ，ＺｈａｏＹ，ＸｉｅＫＸ，ＴａｎｇＸＪ，ＷａｎｇＳＸ，ＬｉＺＰ，ＬｉａｏＹＬ，ＸｕＪＭ，ＤｉＨＪ，ＬｉＹ．Ａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄｉｚｅｒｓａｎｄｎｉｔｒｉｔｅ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ

６４１⁃６４８．

ｂａｃｔｅｒｉａｒｅｓｐｏｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｙｔｏｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｍａｎｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆｏｕｒｐａｄｄｙｓｏｉｌｓｏｆｓｏｕｔｈｏｆＣｈｉｎａ．ＳｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１８，６３３：

［１５］　杨亚东，宋润科，赵杰，王培欣，许晓玲，曾昭海．长期不同施肥制度对水稻土氨氧化微生物数量和群落结构的影响．应用生态学报，

２０１８，２９（１１）：３８２９⁃３８３７．

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ

　１１期

６７８⁃６８５．

　　　陈竹　等：施肥方式对干旱半干旱地区土壤氨氧化微生物数量和群落的影响　４５８５

［１６］　罗培宇，樊耀，杨劲峰，葛银凤，蔡芳芳，韩晓日．长期施肥对棕壤氨氧化细菌和古菌丰度的影响．植物营养与肥料学报，２０１７，２３（３）：［１７］　ＳｃｈｉｍｅｌＤＳ．Ｄｒｙｌａｎｄｓｉｎｔｈｅｅａｒｔｈｓｙｓｔｅｍ．Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，３２７（５９６４）：４１８⁃４１９．

２２４⁃２３１．

［１８］　王立为，安萍莉，潘志华，赫迪，董智强．半干旱区气候变化背景下近２０年内蒙古武川县耕地质量变化．农业工程学报，２０１３，２９（１１）：［１９］　ＯｌｓｏｎＳＲ，ＤｅａｎＬＡ．Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ／／ＢｌａｃｋＣＡ，ＥｖａｎｓＤＤ，ＷｈｉｔｅＪＬ，ＥｎｇｓｍｉａｇｅｒＬＥ，ＣｌａｒｋＦＥ，ｅｄｓ．ＭｅｔｈｏｄｓｏｆＳｏｉｌＡｎａｌｙｓｉｓ，Ｐａｒｔ２：［２０］　ＫｕｒｏｌａＪ，Ｓａｌｋｉｎｏｊａ⁃ＳａｌｏｎｅｎＭ，ＡａｒｎｉｏＴ，ＨｕｌｔｍａｎＪ，ＲｏｍａｎｔｓｃｈｕｋＭ．Ａｃｔｉｖｉｔｙ，ｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｉｚｅｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｉｎｏｉｌ⁃［２１］　ＲｏｔｔｈａｕｗｅＪＨ，ＷｉｔｚｅｌＫＰ，ＬｉｅｓａｃｋＷ．ＴｈｅａｍｍｏｎｉａｍｏｎｏｏｘｙｇｅｎａｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｇｅｎｅａｍｏＡａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｒｋｅｒ：ｍｏｌｅｃｕｌａｒｆｉｎｅ⁃ｓｃａｌｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆ［２２］　ＴｏｕｒｎａＭ，ＦｒｅｉｔａｇＴＥ，ＮｉｃｏｌＧＷ，ＰｒｏｓｓｅｒＪＩ．Ｇｒｏｗｔｈ，ａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｒｃｈａｅａａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｉｎｓｏｉｌ［２３］　ＣｕｉＰＹ，ＦａｎＦＬ，ＹｉｎＣ，ＳｏｎｇＡＬ，ＨｕａｎｇＰＲ，ＴａｎｇＹＪ，ＺｈｕＰ，ＰｅｎｇＣ，ＬｉＴＱ，ＷａｋｅｌｉｎＳＡ，ＬｉａｎｇＹＣ．Ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｏｒｇａｎｉｃａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃ［２４］　ＨｕＨＷ，ＭａｃｄｏｎａｌｄＣＡ，ＴｒｉｖｅｄｉＰ，ＨｏｌｍｅｓＢ，ＢｏｄｒｏｓｓｙＬ，ＨｅＪＺ，ＳｉｎｇｈＢＫ．Ｗａｔｅｒａｄｄｉｔｉｏｎｒｅｇｕｌａｔｅｓｔｈｅｍｅｔａｂｏｌｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｆａｍｍｏｎｉａ［２５］　ＧｕｏＪＪ，ＬｉｎｇＮ，ＣｈｅｎＨ，ＺｈｕＣ，ＫｏｎｇＹＬ，ＷａｎｇＭ，ＳｈｅｎＱＲ，ＧｕｏＳＷ．Ｄｉｓｔｉｎｃｔｄｒｉｖｅｒｓｏｆａｃｔｉｖｉｔｙ，ａｂｕｎｄａｎｃｅ，ｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ［２６］　ＣｈｅｎＺ，ＷｕＷＬ，ＳｈａｏＸＭ，ＬｉＬ，ＧｕｏＹＢ，ＤｉｎｇＧＣ．Ｓｈｉｆｔｓｉｎａｂｕｎｄａｎｃｅａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｓｏｉｌａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａａｎｄａｒｃｈａｅａ［２７］　ＳｈｉＷ，ＮｏｒｔｏｎＪＭ．Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｎｔｒｏｌｏｆｎｉｔｒａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎａｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｓｏｉｌｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｄａｉｒｙｗａｓｔｅｃｏｍｐｏｓｔｏｒａｍｍｏｎｉｕｍｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．Ｓｏｉｌ［２８］　ＳｔｒａｕｓｓＳＬ，ＲｅａｒｄｏｎＣＬ，ＭａｚｚｏｌａＭ．Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｅｒａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｍｅｎｄｍｅｎｔｏｆｏｒｃｈａｒｄｓｏｉｌｓ．［２９］　ＦａｎＦＬ，ＹａｎｇＱＢ，ＬｉＺＪ，ＷｅｉＤ，ＣｕｉＸＡ，ＬｉａｎｇＹＣ．Ｉｍｐａｃｔｓｏｆｏｒｇａｎｉｃａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｏｎｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎａｃｏｌｄｃｌｉｍａｔｅｓｏｉｌａｒｅ［３０］　ＫｈａｄｅｍｉＳ，ＳｔｒｏｕｄＲＭ．ＴｈｅＡｍｔ／ＭＥＰ／Ｒｈｆａｍｉｌｙ：ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡｍｔＢａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｍｍｏｎｉａｇａｓｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ．Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２００６，２１（６）：

４１９⁃４２９．

ｌｉｎｋｅｄｔｏｔｈｅｂａｃｔｅｒｉａｌａｍｍｏｎｉａｏｘｉｄｉｚｅｒｃｏｍｍｕｎｉｔｙ．ＭｉｃｒｏｂｉａｌＥｃｏｌｏｇｙ，２０１１，６２（４）：９８２⁃９９０．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１４，６８：４１０⁃４１８．ＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０００，３２（１０）：１４５３⁃１４５７．

ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｌａｎｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｉｎａｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．ＰＬｏＳＯｎｅ，２０１５，１０（７）：ｅ０１３２８７９．

ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｅｒｓ：ｅｖｉｄｅｎｃｅｆｒｏｍａｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１７，１１５：４０３⁃４１４．

ｏｘｉｄｉｚｅｒｓｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓｉｎｄｒｙｓｕｂｈｕｍｉｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２０１５，１７（２）：４４４⁃４６１．

ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｌｔｅｒｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｐｏｔｅｎｔｉａｌＮ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎｓａｎｄａｓｓｏｃｉａｔｅｄｍｉｃｒｏｂｅｓ．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１６，９３：１３１⁃１４１．ｍｉｃｒｏｃｏｓｍｓ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２００８，１０（５）：１３５７⁃１３６４．

ｎａｔｕｒａｌａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ．ＡｐｐｌｉｅｄａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１９９７，６３（１２）：４７０４⁃４７１２．ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｌａｎｄｆａｒｍｉｎｇｓｏｉｌ．ＦＥＭＳＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓ，２００５，２５０（１）：３３⁃３８．

ＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｍａｄｉｓｏｎ：ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，１９６５：１０３５⁃１０４８．

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