富氧灌溉池塘中反硝化细菌丰度昼夜垂直变化特征分析

为了探讨农用灌溉池塘蓄积的生活污水在富氧条件下反硝化细菌丰度变化及其与水质参数的相关性，应用实时荧光定量聚合酶链式反应技术对富氧灌溉池塘水体不同深度水层中（上层10～30 cm、中层90～110 cm、和下层150～170 cm）反硝化功能基因丰度昼夜变化特征进行了研究。结果表明：水质参数中溶解氧(dissolved oxygen，DO)浓度、pH值、水温、光照度及NO3--N浓度均具有垂向分层效应，随水层的加深而逐渐降低，NH4+-N及PO43--P浓度则呈现与前者相反的趋势，随水层加深而逐渐升高；nirK，nirS和nosZ 3类反硝化基因受DO浓度和pH值调节作用显著，均表现为白天丰度高，晚间丰度低的时间效应；3类反硝化基因丰度整体表现为表层水体中的基因丰度高，其次为中层水体，底层水体中的丰度最低的趋势，即同样表现出垂向分层效应。nirS基因丰度总是比nirK基因丰度高，说明nirS型反硝化细菌更能适应富氧灌溉池塘水质环境。3类反硝化基因丰度与环境参数中的DO浓度和pH值呈显著正相关（P＜0.01）。综上，富氧条件下灌溉池塘水质参数尤其是DO浓度昼夜垂向变化促使nirK，nirS和nosZ 3类反硝化细菌丰度变化具有一定的时间效应和垂直空间分层效应，说明在自然条件下也可能有大量的好氧反硝化细菌存在，并且因为长时间受富氧条件驯化，导致反硝化细菌丰度受 DO 浓度变化影响较大，可能会促使不同深度水层断面发生的氮转化过程及其强度具有差异。进而为原位状态下好氧反硝化脱氮的可能性提供了更有利的佐证。该研究为富氧污水在用于农田灌溉使用时提供背景参数。