食细菌线虫影响土壤氮素转化过程研究获新进展

近日，中国地质调查局岩溶地质研究所朱同彬副研究员与南京农业大学资源与环境科学学院刘满强教授和陈小云副教授合作，在食细菌线虫影响土壤氮素转化过程研究方面获得新进展，相关研究成果发表于Biology and Fertility of Soils期刊上(DOI 10.1007/s00374-017-1244-7)。

作为地力水平的重要指标，土壤氮素是植物生长发育必不可少的营养元素，在保障粮食安全、生态和环境效应等方面发挥着极其重要作用。作为土壤动物区系中数量和种类最为丰富的后生动物，土壤线虫，尤其是食细菌线虫，占据了土壤食物网内的不同营养级，通过改变细菌数量、活性和群落组成，能够显著影响土壤氮素利用率及其形态变化。先前有关此方面的研究主要通过采用净转化速率方法，测定单位时间内土壤中各形态氮含量变化，评估食细菌线虫对土壤氮循环的影响，但该方法不能阐明食细菌线虫影响氮素利用率或氮素损失途径的机制。

基于以上问题，岩溶所朱同彬副研究员与其合作者选择生活史对策(c-p 1)相同但虫体大小具有差异的两种食细菌线虫(小杆属Rhabditis intermedia和原杆属Protorhabditis oxyuroides)，并以不接种线虫的处理作对照，采用悉生培养试验和15N同位素标记技术结合MCMC氮素转化模型，首次评估了食细菌线虫对控制土壤无机氮含量变化的氮内在转化过程的影响。结果发现，培养50天后接种和未接种食细菌线虫食细菌线虫并没有改变土壤铵态氮和硝态氮含量，但氮初级转化速率具有较大差异。与未接种线虫相比，小杆属食细菌线虫并没有影响土壤氮的初级转化过程速率，但原杆属食细菌线虫显著提高有机氮矿化速率、铵态氮氧化速率、硝态氮的微生物同化速率和异化还原成铵速率，降低无机氮的平均停留时间(mean residence time)。此外，原杆属食细菌线虫加快土壤难利用有机氮的分解，降低δ13C-TOC和δ15N-TN值。这些结果表明，小杆属食细菌线虫并没有影响土壤氮素周转，而原杆属食细菌线虫能够有效促进其周转。分析原因发现，这种差异主要归于食细菌线虫的虫体大小(体长、体宽和体积)和存活率等因素。该研究从土壤氮初级转化速率角度阐明食细菌线虫影响土壤氮素利用和动态变化的机制，对于评估线虫在氮素循环过程中的作用具有重要意义。

本研究得到国家重点研发计划(2016YFC0502503, 2016YFD0200305)和中国地质科学院基本科研业务费(YYWF201637, YYWF201724)资助。