長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤產(chǎn)甲烷和氨氧化微生物的影響.pdf

1、土壤微生物是氣候和土壤環(huán)境的敏感指示者，另一方面土壤質(zhì)量的改變也會(huì)對(duì)土壤微生物產(chǎn)生重要影響。施肥是農(nóng)田土壤重要的日常管理措施，它能有效改善土壤營(yíng)養(yǎng)元素的利用率、有機(jī)質(zhì)含量、陽(yáng)離子交換率(CEC)、持水量(WHC)、pH和Eh等，從而對(duì)土壤微生物群落產(chǎn)生影響。紅壤是一種典型的亞熱帶土壤，廣泛分布于我國(guó)的東南部地區(qū)（長(zhǎng)江以南，云貴高原以東），覆蓋陸地面積113萬(wàn)平方公里，約占我國(guó)陸地總面積的11.8％，供養(yǎng)的人口總數(shù)達(dá)到國(guó)家入口總數(shù)的22.

2、5％。紅壤的風(fēng)化和淋溶作用強(qiáng)烈，低pH和N、P供應(yīng)不足是其顯著特點(diǎn)。研究長(zhǎng)期施肥對(duì)紅壤碳氮轉(zhuǎn)化功能微生物及其功能的影響，可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中科學(xué)施肥、提高作物產(chǎn)量和環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。
　　本研究以不同施肥、地下水位管理稻田紅壤為研究對(duì)象，通過(guò)分析磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid，PLFA)研究了不同施肥、地下水位管理對(duì)土壤微生物多樣性的影響。試驗(yàn)地設(shè)置了6種處理:高地下水位化肥(HCF)、低地下水位化肥(L

3、CF)、高地下水位常量有機(jī)肥(HNOM)、低地下水位常量有機(jī)肥(LNOM)、高地下水位高量有機(jī)肥(HHOM)和低地下水位高量有機(jī)肥(LHOM)。從供試土壤樣品中共檢測(cè)出44種PLFA類型，其中32種細(xì)菌PLFA，3種真菌PLFA和3種放線菌PLFA。不同施肥、地下水位管理土壤總PLFA量無(wú)顯著差異(p＞0.05)。不同處理土樣的細(xì)菌和G-菌PLFA量存在差異，LHOM處理最高，而HNOM處理最低，且兩個(gè)處理間差異顯著(p＜0.05)，不

4、同處理土樣的真菌和放線菌PLFA量無(wú)顯著差異。不同施肥土壤處理的厭氧菌PLFA/好氧菌PLFA的比值存在差異，施化肥的處理均低于施有機(jī)肥的處理，其中LCF與LHOM這兩個(gè)處理的厭氧菌與好氧菌PLFA含量的比值差異顯著(p＜0.05)。雙因素方差分析顯示，地下水位高低顯著影響了各處理土壤PLFA類型、總PLFA含量、細(xì)菌PLFA含量，而施肥和地下水位的協(xié)同作用顯著影響了真菌PLFA含量。
　　本文還采用熒光定量PCR及PCR-DGG

5、E等現(xiàn)代分子生態(tài)學(xué)手段、研究了不同施肥、地下水位管理及添加硝酸鹽對(duì)土壤產(chǎn)甲烷古菌群落和及產(chǎn)甲烷功能的影響。HHOM的產(chǎn)甲烷速率顯著最高(p＜0.05)，而施無(wú)機(jī)肥土壤（HCF和LCF）產(chǎn)甲烷速率顯著最低(p＜0.05)，施高量有機(jī)肥土壤（HHOM和LHOM）產(chǎn)甲烷速率顯著高于施無(wú)機(jī)肥土壤(p＜0.05)。HNOM處理的產(chǎn)甲烷古菌16S rRNA基因豐度比其他處理顯著較高(p＜0.05)，且其他處理產(chǎn)甲烷古菌16S rRNA基因豐度無(wú)顯著

6、差異(p＞0.05)。分析顯示，施肥顯著影響了土壤產(chǎn)甲烷速率，顯著改變了土壤產(chǎn)甲烷群落豐度和組成;地下水位高低沒(méi)有顯著影響土壤產(chǎn)甲烷速率，但顯著改變了土壤產(chǎn)甲烷群落豐度和組成。添加硝酸鹽培養(yǎng)后，不同施肥、地下水位管理土壤產(chǎn)甲烷速率均有所降低，其中LNOM、HHOM和LHOM土壤產(chǎn)甲烷速率顯著降低(p＜0.05)，施用化肥土壤產(chǎn)甲烷速率接近為零。添加硝酸鹽培養(yǎng)顯著降低了土壤產(chǎn)甲烷古菌16S rRNA基因拷貝數(shù)(p＜0.05)。
　　

7、本研究采用熒光定量PCR和PCR-DGGE等方法對(duì)不同施肥土壤AOA(Ammonia oxidizing archaea)和AOB(Ammonia oxidizing bacteria)的豐度和組成進(jìn)行了分析。選取江西鷹潭紅壤站長(zhǎng)期定位施肥玉米地為試驗(yàn)地，該試驗(yàn)地設(shè)置有不施肥對(duì)照(CK)、施氮肥(N)、施氮磷鉀肥(NPK)、施有機(jī)肥(OM)、施有機(jī)肥同時(shí)施氮磷鉀肥(NPK+OM)等施肥處理。結(jié)果顯示，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥后，土壤中古菌和細(xì)菌a