改變微生物群落對(duì)油菜和玉米生長(zhǎng)的影響.pdf

1、大量報(bào)道表明，土壤微生物通過(guò)養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)、分泌植物激素和化感物質(zhì)等，與植物進(jìn)行物質(zhì)交換、能量和信號(hào)傳遞，形成復(fù)雜的促進(jìn)、競(jìng)爭(zhēng)與拮抗作用，顯著影響植物生長(zhǎng)、發(fā)育和免疫抗性。然而，以往研究主要以單個(gè)菌株的一些特異過(guò)程為主，所觀察到的一些微生物群落對(duì)植物的影響中，還包含土壤理化性質(zhì)的作用，對(duì)微生物與植物的本質(zhì)關(guān)系缺乏客觀而系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。為此，本研究采用滅菌土壤重新接種整個(gè)微生物群落的方法，研究降低微生物多樣性，以及受長(zhǎng)期不同施肥影響的微生物群落對(duì)植

2、物的影響，并從土壤養(yǎng)分、酶活性和微生物群落特征等角度探尋改變微生物群落影響作物生長(zhǎng)和健康的作用機(jī)理。本研究表明：
　　1.滅菌土壤接種稀釋1、10-2、10-4和10-6倍的未滅菌土壤懸液，細(xì)菌豐度與未滅菌的土壤相比平均分別降低16.4％、24.0%、34.2%和35.8%。在未添加農(nóng)藥與加農(nóng)藥處理中，未滅菌處理的油菜生長(zhǎng)最差，接種1倍未滅菌土壤懸液的處理生長(zhǎng)較好。改變微生物多樣性對(duì)土壤有效氮影響顯著，未滅菌處理土壤有效氮濃度較高

3、，土壤速效磷和有效鉀濃度變化不大。土壤微生物多樣性對(duì)土壤酶活性影響不顯著。油菜中啶蟲(chóng)脒和吡蟲(chóng)啉濃度隨著細(xì)菌多樣性降低而增加。與未添加農(nóng)藥的處理相比，對(duì)可能具有農(nóng)藥降解能力的細(xì)菌進(jìn)行鑒定，這些細(xì)菌可以分為3個(gè)類(lèi)群。其中最主要的一個(gè)類(lèi)群，在接種1、10-2和10-4處理中豐度最高，在10-6時(shí)豐度下降；第二組類(lèi)群的豐度隨著微生物多樣性的降低而逐漸下降；第三組類(lèi)群的豐度則隨著土壤微生物多樣的降低而逐漸增加。因此，我們的結(jié)果表明，功能冗余的微生

4、物類(lèi)群可以在一定程度上緩解土壤微生物多樣性降低的危害，而土壤微生物多樣性嚴(yán)重降低將威脅食品和環(huán)境安全。
　　2.本實(shí)驗(yàn)中，未滅菌土壤中生長(zhǎng)的玉米地上部和地下部生物量均高于土壤滅菌后重新接種。長(zhǎng)期施肥處理改變的微生物群落顯著影響作物的生長(zhǎng)。與不施肥的處理相比，長(zhǎng)期使用有機(jī)肥的土壤微生物群落和磷鉀配施的微生物群落顯著提高了地上部生物量，分別提高34%和26%。不同施肥處理選擇的微生物群落對(duì)土壤有效氮濃度的影響顯著，不接種微生物處理中土

5、壤銨態(tài)氮的濃度較高。不同施肥處理選擇的微生物群落對(duì)土壤有效磷濃度影響不大。土壤酶活性和養(yǎng)分有效性與植物生物量之間相關(guān)性不顯著。
　　綜上所述，本研究結(jié)果表明，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中降低微生物多樣性和改變微生物群落結(jié)構(gòu)顯著影響作物生長(zhǎng)，但影響的機(jī)理比較復(fù)雜，不能完全由微生物的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力解釋。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，頻繁的人為干擾強(qiáng)烈的影響土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)，研究這種改變對(duì)作物生長(zhǎng)的影響機(jī)理十分必要，可為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物調(diào)控提供理