大气CO_(2)浓度缓增对稻田土壤甲烷氧化过程的影响

摘要

微生物介导的甲烷好氧氧化,对控制稻田甲烷排放起着重要作用。本文从基因、群落、活性等多个层次上解析CO_(2)浓度缓增对稻田土壤甲烷好氧氧化过程的影响及其作用机理。依托于田间CO_(2)浓度自动调控平台,在背景CO_(2)浓度(AC)基础上,设置了CO_(2)浓度缓增处理(每年增加40μL·L^(-1),持续4年)(EC)。采用室内泥浆培养以及高通量测序和定量PCR技术,对不同CO_(2)处理下水稻关键生育期(分蘖期、拔节期、扬花期和乳熟期)土壤中的甲烷氧化潜势及其功能微生物的丰度和群落结构进行了系统研究。结果表明:大气CO_(2)浓度升高促进了稻田甲烷氧化潜势和甲烷氧化菌丰度的增加;CO_(2)浓度升高还使得土壤中甲烷氧化菌的群落结构发生了显著变化,其优势菌从Ⅱ型菌转变为Ⅰ型菌。CO_(2)浓度升高所致的土壤中甲烷、氧气浓度以及氮素水平等的改变很可能对稻田甲烷氧化过程产生了重要影响。综合本研究发现,稻田甲烷氧化过程对大气CO_(2)浓度缓增具有积极的响应作用,这对全球气候变暖有一定的缓解作用。