硝化作用是自然界中连接氧化态和还原态无机氮库的唯一过程,在维持全球氮平衡中起着关键作用。土壤中发生的硝化过程是对p H高度敏感的典型生物学过程。起初,酸性土壤中发生的硝化作用被认为是异养硝化的证据,但后来陆续有研究证明酸性土壤中硝化作用还是以自养硝化为主。自养硝化过程中,氨单加氧酶（AMO）只能催化非离子态的氨分子（NH3）氧化,不能催化离子态铵（NH₄⁺）氧化,而酸性土壤中NH3浓度很低,因此,在具有强烈硝化作用的酸性土壤中,硝化底物NH3的来源问题受到人们的广泛关注。锰氧化物可作为电子受体在土壤N素循环中起重要作用。在不同p H值的对苯二酚甘氨酸纯培养中,锰氧化物（水钠锰矿）可促进NH₄⁺转化为NH3,在NH3供应上有积极作用。其次,土壤有机质对硝化作用有明显促进作用。有机质经氨化作用产生的氨可能是硝化过程所需氧化基质;同时,有机质还可作为碳源促进微生物繁殖。氨化过程产生的NH3可能被氨氧化微生物直接利用进行硝化作用,成为酸性土壤中NH3来源的一个可能途径。硝化过程中,氨氧化细菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA）都具有能产生催化氨氧化过程的氨单加氧酶（AMO）amo A基因,在硝化作用中起着至关重要的作用,但其相对贡献仍存在争议。本文旨在研究锰氧化物和有机质对酸性土壤硝化过程中NH3供应的影响。以常见的弱晶型锰氧化物—水钠锰矿为供试材料;重庆市渝北区两种酸性水稻土和小兴安岭的酸性森林泥炭土为供试土壤进行以下实验设计:（1）锰氧化物探究:按3%重量比添加自制水钠锰矿于p H=4.6,4.9的酸性水稻土中,另外分别上调原样p H值,并设置对照组。（2）有机质探究:1、分别添加谷氨酸、硫酸铵于p H=4.9水稻土中,另外分别乙炔处理作对照;2、乙炔处理酸性泥炭土,并设置对照组;3、酸性泥炭土为供试土样,分别添加1.2,6.0 mmol N kg-1硫酸铵,原样为对照;4、酸性泥炭土（添加5%中性紫色土）为供试土样,分别添加0,1.2,6.0 mmol N kg-1硫酸铵,并以土壤原样为对照。将上述样品于28℃恒温培养,定期采样测定土壤硝态氮、铵态氮、p H值、氨氧化微生物丰度及群落结构。结果如下:（1）锰氧化物对酸性水稻土硝化作用的影响两种酸性水稻土p H值上调后,净硝化速率显著上升,说明p H值是该土样硝化过程的限制因子,即底物NH3不足。加入水钠锰矿后,p H=4.6,4.9土样净硝化速率分别从2.07,3.17 mg N kg-1d-1下降到0.60,2.71 mg N kg-1d-1,但p H=4.9土样差异不显著。水钠锰矿并没有促进酸性土壤硝化作用,反而抑制。可能是锰氧化物对硝化微生物毒害的负效应大于锰氧化物促进NH₄⁺转化为NH3的正效应。（2）有机质对酸性土壤硝化作用的影响1、酸性水稻土,乙炔处理后均未发生硝化作用,甚至为负值,未经乙炔处理土样进行了强烈硝化作用。乙炔可抑制土壤自养硝化,说明该酸性水稻土硝化作用以自养硝化为主。谷氨酸和硫酸铵都促进了土样硝化作用,但两种不同氮源处理间差异不显著。谷氨酸矿化过快,矿化产生的氨还没有来得及利用就转化为铵态氮,导致有机氮源和无机氮源间无差异。2、酸性泥炭土,发生了硝化作用,乙炔处理后未发生硝化作用,该土壤硝化作用仍以自养硝化为主。该酸性泥炭土有机质含量丰富,进行了强烈矿化作用。培养过程中,仅未经乙炔处理土样中AOB丰度显著增加,该酸性泥炭土硝化过程的主要贡献者可能是AOB。3、Control,1.2,6.0 mmol Nkg-1硫酸铵处理酸性泥炭土均进行了强烈硝化和矿化作用,且不同浓度硫酸铵处理土样的净硝化速率无显著差异。该酸性泥炭土硝化底物NH3的主要来源不是外源无机氮硫酸铵,而是土壤中有机质矿化产生的氮。培养过程中,氨氧化微生物AOB和AOA丰度都显著增加,但不同浓度硫酸铵处理土样间却无显著差异。说明该酸性泥炭土,AOB和AOA对硝化作用都有贡献,且外源无机氮源浓度对氨氧化微生物无影响。4、酸性泥炭土加入中性紫色土后,0,1.2,6.0 mmol Nkg-1硫酸铵处理土样,净硝化速率分别为1.52,2.15,3.30 mg N kg-1,均高于原样Control（1.20 mg N kg-1）,且硝化强度随硫酸铵浓度的增加而增强。酸性泥炭土硝化底物不再单纯依赖有机质矿化产生的氮,还可利用外源无机氮源硫酸铵进行硝化作用。培养过程中,AOB和AOAamo A基因拷贝数显著上升;AOB丰度随硫酸铵浓度增加而增加,硫酸铵显著促进了AOB的生长。Pearson相关性分析显示,Control,0,1.2,6.0 mmol N kg-1硫酸铵处理土样中AOB丰度增加量与净硝化速率呈极显著正相关关系,相关系数为r=0.898（p<0.01,n=12）,而AOA丰度增加量与净硝化速率无相关性（r=0.418,p=0.176,n=12）。添加中性紫色土后,改变了AOB群落结构,而AOA群落结构几乎未改变。AOB群落结构改变,酸性泥炭土硝化底物NH3的来源途径也改变。这一结果进一步说明该酸性泥炭土加入中性紫色土后,AOB在硝化过程中占主导地位。本文研究了锰氧化物和有机质对酸性土壤中NH3来源的影响,得出了以下结论:1、酸性水稻土和酸性泥炭土以自养硝化为主,酸性泥炭土进行了强烈的矿化作用。2、酸性泥炭土硝化底物NH3主要来源于有机质矿化,而不是外源硫酸铵。氨氧化微生物AOB和AOA对硝化作用均有贡献。3、添加5%中性紫色土的酸性泥炭土,硝化底物NH3来源于有机质矿化和无机氮源硫酸铵。氨氧化细菌AOB在硝化过程中占主导地位。4、酸性泥炭土硝化底物NH3的来源途径与氨氧化微生物群落结构有关。