我國蔬菜種植面積達(dá)1600多萬km2，約占世界蔬菜種植面積的35%，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占重要地位。然而，蔬菜生產(chǎn)中普遍存在不合理施肥的現(xiàn)象，大量化肥施用導(dǎo)致氮素在蔬菜和土壤中的殘留量高，一方面造成了蔬菜硝酸鹽含量超標(biāo)和蔬菜品質(zhì)下降，另一方面也造成了溫室氣體（N2O）排放和NO3-淋失等環(huán)境污染問題。近年來，蔬菜地硝酸鹽的淋失和污染問題受到廣泛關(guān)注。
土壤中硝酸鹽主要是通過硝化微生物的硝化作用產(chǎn)生，其中氨氧化過程是硝化作用的第一步，也是限速步驟，因此控制氨氧化過程的基因amoA成為目前研究硝化作用的關(guān)鍵因子。在土壤中，含有amoA基因的微生物主要包括氨氧化古菌（AOA）和氨氧化細(xì)菌（AOB）。
中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所土壤微生物生態(tài)研究組采集河流沖積物發(fā)育的種植年限不同的蔬菜土壤樣品，利用分子生物學(xué)技術(shù)分析了硝化功能微生物種群多樣性及群落結(jié)構(gòu)的變化與硝化作用的關(guān)系。
結(jié)構(gòu)表明多年蔬菜連作使AOB的優(yōu)勢(shì)種群富集，土壤硝化能力增強(qiáng)。雖然土壤中AOA amoA基因拷貝數(shù)明顯高于AOB，但土壤硝化勢(shì)與AOB amoA基因豐度成顯著正相關(guān)，而與AOA amoA基因豐度沒有顯著相關(guān)性，說明氨氧化細(xì)菌是蔬菜土中硝化作用的主導(dǎo)微生物。RDA分析結(jié)果顯示影響AOB群落結(jié)構(gòu)的主要土壤因素為土壤pH以及Olsen-P的含量。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期種植蔬菜土壤中的硝化勢(shì)明顯高于短期種植蔬菜土壤，可能是AOB群落組成發(fā)生改變——優(yōu)勢(shì)種群Nitrosospira富集的結(jié)果。
以上結(jié)果已發(fā)表于《環(huán)境科學(xué)》2012年第33卷第4期上，該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中科院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的資助。