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硝化作用作为土壤氮素循环重要环节之一,对重金属镉（Cd）污染较为敏感,直接影响污染土壤中植物的氮素供给。被誉为“生态系统工程师”的蚯蚓能够有效改良土壤物理、化学及生物学特性,影响包括氮循环在内的各种土壤生物地球化学过程。为探明蚯蚓对重金属污染土壤中硝化过程的调控作用,本研究选用内层种壮伟环毛蚓（Amynthas robustus Perrier,A.robustus）作为试验生物,通过设置不同Cd浓度的蚯蚓耐受实验和同位素标记培养实验,研究了蚯蚓对不同Cd污染程度下土壤硝化过程的影响及其微生物学机制,并利用稳定同位素探针（DNA-SIP）联合高通量测序（HTS）技术原位鉴定了重金属污染土壤接种蚯蚓前后的氨氧化微生物,进一步阐明了蚯蚓在改善Cd污染土壤中氮循环功能中的作用及机理。本研究能够为解决重金属污染土壤氮循环功能退化及植物修复过程中氮素供给问题提供一定的理论依据。主要结果和结论如下:（1）壮伟环毛蚓对Cd胁迫具有一定的耐受性,在酸性粘壤土中对Cd的耐受浓度大约为6 mg·kg-1。在Cd污染及无Cd污染对照土壤中,蚯蚓处理均能显著提高酸性粘壤土的pH,降低中性砂质粘土的pH,减缓培养过程中水溶性有机碳（DOC）的消耗,提高土壤可溶性氮含量。（2）随着培养时间增加,蚯蚓处理能显著提高两种土壤的铵态氮和中性砂质粘土的硝态氮含量,对酸性粘壤土的硝态氮含量无显著影响,即壮伟环毛蚓能够显著促进两种土壤的氨化作用,对酸性粘壤土的净硝化作用无显著影响,但显著提高了其潜在硝化势,对中性砂质粘土的净硝化作用具有显著的促进作用。（3）在酸性粘壤土各处理中,AOA丰度要高AOB丰度1到2个数量级。到42天时,在无Cd污染的对照土壤中,蚯蚓处理显著提高了土壤细菌、古菌、氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）的丰度。在中性砂质粘土壤中,AOB丰度要高AOA丰度1个数量级。蚯蚓处理在整个培养期间提高了中性砂质粘土壤细菌丰度,而对古菌丰度无显著影响。培养30天时,蚯蚓处理显著增加了中性砂质粘土中AOB丰度而降低了AOA的丰度。（4）在本实验蚯蚓接种密度和Cd污染程度下,蚯蚓和Cd污染对土壤细菌群落的多样性、丰富度和均匀度指数均无显著影响。变形菌门（Proteobacteria）,放线菌门（Actinobacteria）等是各处理土壤中的主要细菌门类,鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）等是各处理土壤的优势菌属。PCA结果显示,培养结束后,Cd染毒和无Cd染毒对照土样细菌群落组成差异较大,而同一Cd水平下蚯蚓处理和无蚯蚓处理细菌群落组成差异较小。（5）根据SIP分层DNA样品中细菌和古菌amoA基因丰度随浮力密度是否出现明显的12C和13C峰型偏移结果发现,AOB在蚯蚓和和无蚯蚓土壤中均被标记上了13C,而AOA仅在无蚯蚓处理土壤中被标记上了13C。蚯蚓处理中,主要是AOB而不是AOA在土壤的硝化过程中起作用。利用DNA-SIP联合HTS技术进一步发现,蚯蚓主要是通过提高亚硝化螺旋菌属（Nitrosospira）和硝化螺旋菌属（Nitrospira）的相对丰度,来促进土壤的硝化作用。综上,蚯蚓能够显著促进Cd污染土壤的硝化过程,提高土壤中细菌和AOB丰度,对AOA的影响较小。蚯蚓主要是通过影响土壤细菌群落组成,尤其是促进AOB的丰度来促进Cd污染土壤的硝化过程。