环植所在土壤学国际权威期刊发表土壤异养硝化方面的研究综述
作者：高文龙
来源：环境与植物保护研究所
日期：2023-03-14
最近，中国热科院环植所农业环境研究团队在土壤学国际权威期刊发表了题为“土壤有机氮异养硝化：过程途径，调控因子和生态学意义”的综述性文章。该文章着重从异养硝化作用的发生机制、过程调控、生态学意义等内容进行了综述，为洞悉土壤异养硝化机理提供了重要窗口，对陆地生态系统氮素的管理具有重要的指导意义。
硝化作用是氮（N）素生物地球化学循环至关重要的环节。除了自养硝化微生物，自然界许多异养微生物也可以进行硝化作用。这些异养硝化者不仅可以氧化无机氮，还可以有机氮为底物生产硝态氮，即有机硝化。虽然异养硝化概念的提出已有100多年，但异养硝化菌的生物化学过程和异养硝化的发生机制仍知之甚少，它们对土壤硝化作用的贡献仍然是推测性的。
本文综述了土壤中有机硝化的微生物驱动机制的主要科研进展。异养硝化菌对全球土壤NO3-生产和N2O排放具有重要影响。异养硝化微生物和异养硝化作用既可存在于酸性（pH < 5.5）、寡营养的土壤，也可存在于非酸性、非氮限制的土壤。异养氨氧化可能对有机硝化具有重要的调控作用。有机硝化和异养氨氧化的发生可能存在“跷跷板”效应。有机硝化的发生尽管可以缓解酸性或寡营养的生态系统的氮限制，但大量的有机氮氧化为硝不利于生态系统的氮固持。整合分析发现，在一些水分非饱和的土壤，有机硝化对N2O排放的贡献可能超过氨氧化和反硝化。针对当前异养硝化机理研究过程存在的若干问题和挑战，提出未来的研究重点是有机硝化、异养氨氧化和自养氨氧化的高分辨率区分，参与土壤有机硝化的活性物种的瞄定，异养硝化者氮代谢通路的同位素示踪及有机硝化的活化与失活机制解码。
研究成果“Heterotrophic nitrification of organic nitrogen in soils: process, regulation, and ecological significance”以综述形式发表于土壤学经典期刊《Biology and Fertility of Soils》(中科院一区TOP，IF=6.605)。中国热科院环植所高文龙博士为第一作者兼通讯，陈淼副研究员为该论文共同通讯作者。该研究得到了海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站支持，得到了国家自然科学基金、中国热科院揭榜挂帅项目、广东省面上基金、海南省重点研发计划项目等项目的资助。
硝化作用的发生途径及机理
论文全文链接：https://linkspringer.53yu.com/article/10.1007/s00374-023-01707-7
