【摘 要】
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平原矿区复垦土壤往往肥力低下,且受高潜水位影响极易盐碱化.固碳菌群发育能有效地促进土壤碳固持,提升土壤肥力,增强农田生产力.然而,土壤固碳菌群对复垦的响应机制尚不清楚.为 此,本研究选取山东省邹城市东滩矿区 8a、14a 和 17a 3 个时点复垦农田表层土壤为研究对象,利用功能基因芯片和高通量测序技术探究 12 种固碳基因和 6 种固碳菌群的动态变化.结果表明：复垦土壤 pH 值、硝态氮、溶解性
【机 构】
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江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221008;中国矿业大学低碳能源研究院,江苏徐州 221008
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平原矿区复垦土壤往往肥力低下,且受高潜水位影响极易盐碱化.固碳菌群发育能有效地促进土壤碳固持,提升土壤肥力,增强农田生产力.然而,土壤固碳菌群对复垦的响应机制尚不清楚.为 此,本研究选取山东省邹城市东滩矿区 8a、14a 和 17a 3 个时点复垦农田表层土壤为研究对象,利用功能基因芯片和高通量测序技术探究 12 种固碳基因和 6 种固碳菌群的动态变化.结果表明：复垦土壤 pH 值、硝态氮、溶解性有机碳、土壤脲酶、磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、过氧化氢酶酶活均显著高于对照土壤(p＜0.01).复垦 17a 后土壤有机碳(7.86 g·kg-1)和微生物量碳(337.25 mg kg-1)已高于对照土壤有机碳和微生物量碳(p＜0.01).复垦 17a 后土壤多酚氧化酶活性达 16.40 mg·(g·2h)-1,远高于对照土壤(6.57 mg·(g·2h)-1),复垦时间效应极显著(p＜0.001).12 种固碳基因信号强度随时复垦时间不断增大,复垦 17a 时已高于或持平对照土壤.固碳基因主要分布于酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌(Cyanobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)等 6 个菌门.固碳菌群丰度与 pH、溶解性有机碳、硝态氮、有效磷以及 β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶酶活之间呈显著性相关(p＜0.05),多数固碳基因信号强度与 pH、微生物量碳、溶解性有机碳以及过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶酶活之间也存在显著性相关(p＜0.05).复垦土壤发育操控着固碳菌群结构和功能的变化,因此可调控土壤中一些理化或酶活因子,从而增加复垦土壤的固碳增汇能力.
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