土壤中无机氮是所有植物体都必须的营养元素。通常认为亚高山森林土壤的低养分有效性受氨氧化细菌丰度和的多样性影响。然而，在农业和水生生态系统中，已有研究发现细菌-固体界面作用可以调控细菌的代谢活性和生物地球化学循环过程。忽略界面作用变化可能引起的土壤无机氮有效性的差异，很大程度上限制了对森林氮有效性利用策略和生态系统氮循环的认知水平。 

 基于此，中国科学院成都生物研究所森林生态过程与调控项目王晓胡博士在刘庆研究员和赵文强副研究员的指导下，以西南山地养分存在明显差异的针叶林（天然针叶林和人工云杉林）为试验对象，综合运用等温吸附、无机氮降解、微量热等技术，同时结合zeta电位仪、比表面仪、X射线衍射和土壤物理化学性质的测定，区分了欧洲亚硝化单胞菌（Nitrosomonas europaea）与不同粒径土壤颗粒（< 2 μm, 2-53 μm, 53-250 μm, 250-2000 μm, 0-2000 μm）间界面吸附作用的差异以及细菌-土壤界面对调控硝化细菌的氮转化速率以及代谢活性的影响。研究结果表明：1）受比表面积、矿物组成分、静电力、疏水性作用的影响，NH₄⁺-N和氨氧化细菌在粘粒上的吸附量高于粉粒和砂粒；2）通过分析不同土壤颗粒对氨氧化速率的影响发现：土壤颗粒粒径越大，氨氧化速率越高；半透膜实验证实了细菌在土壤表面的吸附抑制了氨氧化速；3）细菌代谢活性随着土壤颗粒粒径的增加而增加。上述结果表明为细菌在粘粒表面的高吸附量限制了好氧氨氧化细菌对氧气的获取和生存空间，同时阻碍底物向吸附态细菌的扩散，导致细菌代谢活性和氨氧化速率的降低。本研究从土壤界面化学角度，促进人工林/天然林有效氮转化差异机制的深入认识，拓展了土壤氮循环过程界面调控理论。 

 相关成果以“Differential bacterial ammonia oxidation patterns in soil particles from two contrasting forests: The importance of interfacial interactions”为题发表在《Geoderma》（2022, IF=7.422）。该论文第一作者为成都生物研究所王晓胡博士，通讯作者为赵文强副研究员。本研究得到了国家自然科学基金（31870607, 41930645, 31971637）和中国科学院青年创新促进会（2019363, 2021371）等项目的联合资助。 

 原文链接 

细菌-土壤界面对调控硝化细菌的氮转化速率以及代谢活性的影响