针对农田土壤硝化作用的生物地理演变,基于在寒温带-暖温带-中亚热带(海伦、封丘、鹰潭)设置的3种土壤(黑土、潮土、红壤)短期置换试验和2种土壤(红壤、紫色土)的长期置换试验,利用分子生态学方法研究土壤硝化作用以及氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)的演变特征,利用CCA和ABT定量分析水热和土壤条件的交互作用。研究表明黑土、红壤、潮土硝化强度均表现为海伦>封丘>鹰潭,环境因子的影响大小为土壤类型(63.5%)> 施肥(21.6%)>气候带(14.9%),3个最重要的土壤影响因子是pH(35.8%)> NO3-N(23.4%)> C/N(10.1%)。3种土壤的氨氧化细菌中,Cluster3a和Cluster10占67%~90%,Cluster3a 为优势类群,并以暖温带为最高。三种土壤amoA基因丰度的大小顺序为黑土>潮土>红壤,与土壤硝化强度的变化相同。环境因子影响了73%的AOB变化和74%的AOA变化。年均温(降雨)和土壤全磷是控制AOB的重要因子;土壤pH 和含水量是控制AOA变化的重要因子。因此,在不同水热条件下针对不同类型土壤需要控制不同的土壤条件提高氮素转化速率。
英文主题词Soil transplantation experiment; nitrifiaction;ammonium-oxiding bacteria; environmental derterminant factor; climate region