成都生物所尹春英团队在解淀粉芽孢杆菌调控土壤反硝化过程研究中取得进展
来源:生态环境修复中心
作者:罗林
时间:2025-06-20
反硝化过程是土壤氮循环的重要组成部分,与土壤氮损失和温室气体排放密切相关。农业生态系统施肥对土壤反硝化过程的影响因不同施肥措施而异。深入理解不同施肥措施下土壤反硝化过程及其驱动因素,对于农业可持续发展至关重要。酸性茶园土壤有较高的氮损失风险,且化肥的过度使用加剧了茶园土壤的酸化和反硝化作用。因此,利用微生物作为生物刺激素,以及有机肥替代化肥在有机农业发展中受到更多关注。解淀粉芽孢杆菌(BA)是一种典型的绿色、无毒的生物刺激素,其与有机肥配施对土壤反硝化过程的影响尚不清楚。
基于此,中国科学院成都生物研究所抗逆植物适应与筛选团队研究了配施对酸性茶园土壤反硝化过程的影响,采用乙炔抑制法、实时荧光定量PCR和高通量测序等方法,探究了BA单独施用、有机肥单独施用及BA与有机肥配施对酸性茶园土壤反硝化速率和反硝化微生物群落的影响。研究表明:1)BA和有机肥单独施用均提高了土壤硝态氮含量和土壤反硝化速率,主要是通过提高亚硝酸还原酶活性、K型亚硝酸还原功能微生物(nirK)丰度和降低S型亚硝酸还原功能微生物(nirS)α多样性指数与氧化亚氮还原功能微生物(nosZ)丰度;2)BA与有机肥配施,减弱了有机肥对土壤反硝化速率的刺激作用;3)反硝化功能微生物比土壤环境因子能更好地指示反硝化速率的变化。与nirK相比,nirS群落组成对不同施肥处理更敏感,主要与土壤pH、总氮和硝态氮变化有关。因此,在有机农业生产中,BA与有机肥配施可有效减少酸性土壤中因反硝化过程导致的氮损失。
相关研究成果以“Bacillus amyloliquefaciens application alleviated the stimulation of organic fertilizer on soil denitrification rate in acidic soils”为题发表在Microbiological Research。特别研究助理罗林为论文第一作者,尹春英研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的联合资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.micres.2025.128216
图1. 不同施肥处理对反硝化过程(速率、酶活性、功能基因丰度)的影响
图2. 不同施肥处理对亚硝酸还原功能微生物群落的影响
图3.解淀粉芽孢杆菌减弱有机肥对土壤反硝化速率促进作用机制