我國(guó)現(xiàn)有紅壤緩坡地（6~15°）2.1×107hm2，是我國(guó)發(fā)展糧食和亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物及果、林、草的重要基地。湘北紅壤丘崗區(qū)是我國(guó)南方紅壤丘陵區(qū)農(nóng)林符合生態(tài)系統(tǒng)的典型模塊，以農(nóng)田、果園、灌木叢、森林為主要土地利用類型。以往研究發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度耕作，大量氮肥使用，加上每年5-8月，不均勻、高強(qiáng)度的降雨，造成了坡地土壤氮素嚴(yán)重流失。硝化作用是氮素循環(huán)的重要步驟之一，它是通過(guò)硝化微生物將NH3氧化為NO3-的一個(gè)生物學(xué)過(guò)程，其中氨氧化微生物將氨（NH3）氧化為亞硝酸（NO2-）的過(guò)程該生物學(xué)過(guò)程的限速步驟。因此，對(duì)這一地區(qū)關(guān)于氨氧化微生物群落結(jié)構(gòu)與豐度同硝化作用和氮素流失的關(guān)系引起了氮素循環(huán)研究者的關(guān)注。
中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)所土壤微生物組專家以桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站的坡地長(zhǎng)期定位試驗(yàn)為平臺(tái)，選取其中3種土地利用方式：農(nóng)作區(qū)、自然森林、茶園，通過(guò)定量PCR和TRFLP等手段研究了不同土地利用方式對(duì)氨氧化細(xì)菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA）的群落組成的影響以及這些微生物對(duì)硝態(tài)氮淋失的作用等進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)不同土地利用類型對(duì)土壤硝化勢(shì)，AOB和AOA的群落結(jié)構(gòu)，多樣性及豐度都有顯著影響。茶園和森林區(qū)的上坡位和下坡位點(diǎn)AOB和AOA的群落組成均沒(méi)有顯著差異，而農(nóng)作區(qū)下坡位點(diǎn)AOB和AOA的多樣性及豐度都顯著高于坡上部分（p<0.05）。硝化速率和AOA的多樣性和豐度呈顯著相關(guān)性（p<0.05），而與AOB無(wú)顯著相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)在這些土地利用類型中，硝酸鹽和氨氧化古菌AOA在農(nóng)作區(qū)的流失量最大，并且硝酸鹽的流失量與氨氧化古菌的拷貝數(shù)呈顯著相關(guān)性，而且在坡上坡下位點(diǎn)硝態(tài)氮的流失量均與AOA的豐度顯著相關(guān)而與AOB不相關(guān)。這些結(jié)果說(shuō)明在不同土地利用類型的酸性紅壤坡地中AOA在硝化作用和硝態(tài)氮的淋失中起到的作用大于AOB.
相關(guān)結(jié)果以“AOA were more important than AOB in nitrification and NO3-N runoff loss in acidic soils across sloped land use types”為題發(fā)表在國(guó)際期刊《Biol Fertil Soils》上（http://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs00374-012-0767-1.pdf）。該研究得到國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2012CB417106、2012BAD14b03）、973計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金（41271280, 40801098）的資助。