農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量，過(guò)量氮肥施用于農(nóng)田。然而農(nóng)作物只利用了施用氮肥的大約35%，其余氮素均以不同形式進(jìn)入環(huán)境，導(dǎo)致不同生態(tài)系統(tǒng)氮素污染，對(duì)植物、動(dòng)物、微生物、土壤、水體及人體健康造成一定的威脅。

       為了提高氮肥利用率、減少環(huán)境中氮污染，水稻土中氮循環(huán)研究由來(lái)已久。氮循環(huán)是生物地球化學(xué)過(guò)程中重要的元素循環(huán)之一，比如，硝化過(guò)程、反硝化過(guò)程、共反硝化過(guò)程及厭氧氨氧化過(guò)程（anammox）。近年來(lái)，厭氧鐵銨氧化（Feammox）過(guò)程在很多生態(tài)系統(tǒng)中都有檢測(cè)到，包括森林土壤、濕地以及一些富集培養(yǎng)物。該過(guò)程是指在厭氧條件下，微生物將Fe（III）還原的同時(shí)將NH4+氧化，生成氮?dú)饣騺喯跛猁}或硝酸鹽的過(guò)程。由于周期性的干濕交替，造成水稻土中有氧和無(wú)氧條件的交替，從而加速了其中Fe（II）和Fe（III）的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，水稻種植過(guò)程中會(huì)施入大量的NH4+，因此研究人員認(rèn)為水稻土中可能發(fā)生Feammox過(guò)程，然而目前對(duì)水稻土中Feammox的研究還較少。由于缺乏功能微生物的功能基因，目前對(duì)驅(qū)動(dòng)Feammox過(guò)程的功能微生物主要集中于富集培養(yǎng)物的研究，而且這些研究主要基于培養(yǎng)體系中所有微生物DNA水平進(jìn)行研究，很少?gòu)腞NA水平研究Feammox相關(guān)微生物群落組成。

       基于此，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所城市微生物組（蘇建強(qiáng)研究組）采用15N-穩(wěn)定同位素示蹤的方法測(cè)定了中國(guó)南方水稻土中Feammox過(guò)程的潛在速率，并利用RNA-SIP結(jié)合高通量測(cè)序技術(shù)，從RNA水平探究了Feammox過(guò)程的可能功能微生物。研究結(jié)果表明：（1）Feammox過(guò)程廣泛存在于中國(guó)南方水稻土中，通過(guò)其損失的氮大約占施用氮肥的6.91%；（2）Feammox相關(guān)微生物群落組成與土壤性質(zhì)有關(guān)，尤其是pH和土壤粒徑；（3）Geobacter, GOUTA19, Nitrososphaeraceae 和Pseudomonas是Feammox過(guò)程中重要的潛在功能微生物，尤其是Geobacter。相關(guān)結(jié)果以RNA Stable Isotope Probing of Potential Feammox Population in Paddy Soil 為題發(fā)表于Environmental Science and Technology。城市環(huán)境所博士李虎為作者，研究員蘇建強(qiáng)為通訊作者。