資源描述：
《土壤微生物與氮素轉(zhuǎn)化過程研究進展(劉)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、1.1.1土壤微生物與氮素轉(zhuǎn)化過程研究進展（1500字）土壤微生物與氮素轉(zhuǎn)化的關(guān)系：氮循環(huán)(NitrogenCycle)(Arrigo2005)是描述自然界中氮單質(zhì)和含氮化合物之間相互轉(zhuǎn)換過程的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。構(gòu)成氮循環(huán)的主要環(huán)節(jié)是生物體內(nèi)有機氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。其中氨化作用、硝化作用、反硝化作用以及固氮作用都有微生物完成，因此自然界中氮循環(huán)的微生物作用一直是世界研究的前沿課題。氨化作用(ammonification)是微生物分解有機氮化物產(chǎn)生氨的過程。產(chǎn)生氨，一部分供微生物或植物同
2、化，一部分被轉(zhuǎn)變成硝酸鹽。很多細菌、真菌和放線菌都能分泌蛋白酶，在細胞外將蛋白質(zhì)分解為多膚、氨基酸和氨(NH3)。其分解能力強并釋放出NH3的微生物稱為氨化微生物。分解作用較強的主要是細菌，如某些芽抱桿菌、梭狀芽抱桿菌和假單抱菌等。硝化作用(nitrification)是硝化細菌將氨氧化為硝酸的過程。先是亞硝化單胞菌將錢氧化為亞硝酸;然后硝化桿菌再將亞硝酸氧化為硝酸。反硝化作用(denitrification)也稱脫氮作用，是反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的過程。微生物
3、和植物吸收利用硝酸鹽有兩種完全不同的用途:植物利用其中的氮作為氮源，稱為同化性硝酸還原作用:NO3-、NH+、有機態(tài)氮，許多細菌、放線菌和霉菌也能利用硝酸鹽作為氮素營養(yǎng);但是也有許多細菌利用NO2-和NO3-為呼吸作用的最終電子受體，把硝酸還原成氮(N2)，稱為反硝化作用或脫氮作用:NO3-→NO2-→N2。例如脫氮小球菌、反硝化假單胞菌等，它們以有機物為氮源和能源，進行無氧呼吸。生物固氮作用(biologicalnitrogenfixation)是指固氮微生物將大氣中的氮還原成氨的過程，只發(fā)生在少數(shù)的細菌和藻類中。因
4、地殼含有極少的可溶性無機氮鹽，所有生物幾乎都需要依賴固氮生物固定大氣中的氮而生存，因此生物固氮對維持自然界的氮循環(huán)起著極為重要的作用。對固氮生物的研究和利用能為農(nóng)業(yè)開辟肥源，對維持和提高土壤肥力有很大意義。土壤微生物在氮素循環(huán)中作用的研究現(xiàn)狀：自然界中氮的轉(zhuǎn)化與土壤微生物的作用密不可分，在過去幾年中，隨著異養(yǎng)硝化、厭氧氨化和古菌氨氧化過程的發(fā)現(xiàn)，人們對氮循環(huán)的認識發(fā)生了明顯改變。自1890年硝化反應(yīng)被Winogradsky首次發(fā)現(xiàn)，有關(guān)全球氮循環(huán)的研究經(jīng)歷了傳統(tǒng)的硝化反應(yīng)到新型微生態(tài)的發(fā)展過程。由最初兩種微生物，即氨氧
5、化菌(AOB，AmmoniaOxidationBacteria)和亞硝酸氧化菌AOB，NitriteOxidationBacteria)，到異養(yǎng)硝化細菌(ArrigoK.2005)以及厭氧氨化過程MulderA.1995)，至近幾年Anammox菌和氨氧化古菌(FrancisCA.2007)的發(fā)現(xiàn)，自然界氮循環(huán)的途徑被兩次更新(ArrigoK.2005，satyendraKuma2008)。近年來與氮素循環(huán)相關(guān)的土壤微生物功能基因多樣性的報道越來越多，Coelho等（Coelho，2008）發(fā)現(xiàn),氮肥水平是影響高粱根際
6、土壤固氮細菌群落結(jié)構(gòu)的重要環(huán)境因子,不僅氮肥用量,氮肥種類也一定程度影響土壤硝化和反硝化細菌種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量。與不同無機肥組合相比,有機肥顯著刺激了土壤氨氧化細菌數(shù)量的增加和群落組成的改變（ChuHY，2007，ChuHY，2007）Enwall（EnwallK，2005）等發(fā)現(xiàn)施有機肥土壤的反硝化速率高于施無機肥的反硝化速率,但反硝化細菌群落組成無明顯差異性。參與土壤氮素循環(huán)的微生物功能基因多樣性研究：（一）固氮作用中的微生物功能群和功能基因。固氮細菌種類豐富,包括固氮菌屬(Azotobacter)、固氮螺菌(Azos
7、pirillum)、拜葉林克氏菌屬(Beijerinckia)、著色菌屬(Chromotium)、Chstridium、脫硫弧菌(Desulfovibrio)、克氏桿菌(Klebsiella)、類芽孢桿菌屬(Paenibacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)、紅螺菌屬(Rhodosospirillum)和硫桿菌屬(Thiobacillus)。藍細菌和放線菌中一些種類也可以固氮。固氮酶由兩個多亞基的金屬蛋白酶組成,成份Ⅰ由由nifD,nifK基因編碼，成份
8、Ⅱ由由nifH基因編碼。由于nifD、nifK基因序列相對較少,因此固氮酶多樣性研究主要基于nifH基因的系統(tǒng)進化分析。（二）硝化作用中的微生物功能群和功能基因。參與硝化過程的微生物主要有氨氧化細菌(AOB)或古菌(AOA)及亞硝酸鹽氧化菌(NOB)。由于氨氧化細菌很難分離培養(yǎng),目前研究多基于微生物分子生態(tài)學(xué)的方法,通過靶定16S
