施肥及秸稈還田對砂姜黑土細菌群落的影響.pdf

1、I摘要土壤細菌是陸地生態(tài)系統(tǒng)生物化學(xué)循環(huán)過程中重要的驅(qū)動者，參與了土壤大多數(shù)養(yǎng)分元素的轉(zhuǎn)化。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是土壤生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中最活潑且固碳潛力最大的碳庫之一，自養(yǎng)細菌在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)固碳過程中起著重要作用。因此，本文采用高通量測序(highthroughputsequencing)、實時熒光定量PCR(realtimePCR)、克隆測序及末端限制性酶切片段長度多態(tài)性分析(terminalrestrictionfragmentlengthpol

2、ymphismTRFLP)等分子生物學(xué)技術(shù)，研究了不施化肥秸稈不還田(CK)，施化肥秸稈不還田(CKF)，不施化肥秸稈還田(WNF)及施化肥秸稈還田(WF)4種不同施肥措施對砂姜黑土細菌及固碳細菌群落組成、結(jié)構(gòu)及豐度的影響。研究結(jié)果可以為改善砂姜黑土的土壤生物肥力及旱地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物固碳提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：(1)與CK相比，WF處理土壤養(yǎng)分含量提高最為明顯，有機質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別提高了23.9%、31

3、.3%、35.1%、339.8%和37.4%。與CK相比，CKF處理土壤養(yǎng)分均有一定程度提高，但增幅較WF小。CK相比，WNF養(yǎng)分含量沒有明顯增加。以上結(jié)果表明施肥顯著提高了土壤的全氮、有機質(zhì)和速效養(yǎng)分含量，僅僅采用秸稈還田對土壤養(yǎng)分影響不大。同時，施肥及秸稈還顯著降低了土壤pH值，其中秸稈還田配施化肥土壤pH值最低，為5.27。(2)四種施肥制度砂姜黑土細菌豐度為1.39109~2.04109拷貝g干土，施肥及秸稈還田均能顯著增加土壤

4、細菌的豐度，其中，WNF處理土壤細菌豐度顯著大于其他處理。高通量測序共獲得了228603條讀數(shù)(Reads)，四個處理在97%相似水平上產(chǎn)生的可操作分類單元(operationaltaxonomicunitsOTUs)數(shù)目分別為4964(CK)、4291(CKF)、5618(WNF)和4600(WF)。砂姜黑土細菌類群豐富，主要分布在19個已知細菌門，41個已知的細菌綱以及286個已知細菌屬。砂姜黑土細菌優(yōu)勢門(相對豐度5%)主要包括P

5、roteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Gemmatimonadetes和Chloflexi；優(yōu)勢綱(相對豐度5%)主要包括Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Deltaproteobacteria、Acidobacteria、Sphingobacteriia、Actinobacte

6、ria、Gemmatimonadetes和Thermoleophilia。已知優(yōu)勢屬(相對豐度1%)共有42個，主要包括Sphingomonas、Gemmatimonas、Flavisolibacter、Ramlibacter、Haliangium、Mucilaginibacter、Massilia、Rhizomicrobium、Flavobacterium、Bryobacter、Granulicella等。三個處理中均有分布的已知優(yōu)勢