土壤團(tuán)聚體中微生物群落的空間分布及其對耕作的響應(yīng).pdf

1、土壤中的微生物居住在一個由土壤顆?？刂频沫h(huán)境里，這些土壤顆粒的特性、形狀和大小各異，并且具有高度復(fù)雜的空間分布與組成。微生物活動不僅對N的礦化，反硝化，生物固N(yùn)，C、N循環(huán)等生化過程有較大影響，而且影響土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及土壤中有機(jī)污染物的降解。土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體是最重要的土壤結(jié)構(gòu)體，了解微生物在土壤團(tuán)聚體中的分布對于預(yù)測這些過程的發(fā)生以及反應(yīng)速率是至關(guān)重要的。本文以亞熱帶地區(qū)長期定位試驗(yàn)紫色水稻土為研究材料，涉及3個處理：壟作免耕(R

2、NT)、冬水稻田(FPF)和常規(guī)平作(CT)，在全面了解長期保護(hù)性耕作下亞熱帶地區(qū)紫色水稻土基礎(chǔ)上，運(yùn)用常規(guī)分析技術(shù)和方法表征土壤團(tuán)聚體組成及團(tuán)聚體的孔隙和水分、營養(yǎng)元素特征，并采用麥角固醇和胞壁酸標(biāo)記法測定各級團(tuán)聚體中真菌和細(xì)菌的生物量，同時運(yùn)用氯仿熏蒸浸提法、平板培養(yǎng)法、PCR—DGGE法分析三種不同耕作方式對團(tuán)聚體中微生物分布的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 (1)土壤不同耕作制度對土壤團(tuán)聚體及團(tuán)聚體水分和孔隙的影響

3、：＞2.0mm水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的數(shù)量：壟作免耕＞冬水稻田＞常規(guī)平作；壟作免耕的土壤容重為1.18，小于冬水稻田的1.23和常規(guī)平作的1.28，土壤容重小，結(jié)構(gòu)疏松，總孔度壟作免耕52.0％，大于冬水稻田的50.0％和常規(guī)平作的46.0％。在相同的土壤水勢下，土壤的含水量相關(guān)系數(shù)r2壟作免耕土壤為0.997，大于冬水稻田的0.903和常規(guī)平作的0.877，壟作免耕的含水量大于冬水稻田和常規(guī)平作土壤。
　　 (2)在同一耕作制度下，不

4、同粒徑的團(tuán)聚體之間，0.053～0.25mm粒徑的有機(jī)碳、全磷、全鉀和全氮含量在各分布中最低(p＜0.05)；＜0.25 mm，團(tuán)聚體直徑愈小，交換性陽離子、有機(jī)碳、全磷、全鉀和全氮含量愈高；團(tuán)聚體粒徑＞0.25mm，隨團(tuán)聚體直徑改變，有機(jī)碳、全磷、全鉀和全氮含量沒有明顯規(guī)律性。與冬水稻田和常規(guī)平作處理相比，壟作免耕可顯著增加各級團(tuán)聚體的養(yǎng)分儲量。
　　 (3)微生物生物量碳、氮及可溶性有機(jī)碳在亞熱帶地區(qū)紫色水稻土水穩(wěn)定性團(tuán)聚體

5、中的分布主要受團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)本身的影響(p＜0.05)，而耕作措施對其分布模式的影響不顯著(0＞0.05)；微生物生物量碳在土壤團(tuán)聚體中分布均勻，微生物生物量氮與可溶性有機(jī)碳在＜0.25mm微團(tuán)聚體中含量最高。壟作免耕有利于提高土壤團(tuán)聚體中的微生物生物量及可溶性有機(jī)碳含量。
　　 (4)采用麥角圃醇和胞壁酸標(biāo)記法測定各級團(tuán)聚體中真菌和細(xì)菌的生物量。結(jié)果顯示在壟作免耕、冬水稻田、常規(guī)平作土樣中，真菌生物量與細(xì)菌生物量在＜0.053 m

6、m的粘粒中含量最低；在0.053～0.25 mm的土壤微團(tuán)聚體中最高：在＞0.25 mm的大團(tuán)聚體中真菌和細(xì)菌生物量隨粒徑的增大而增多，但細(xì)菌和真菌生物量在不同耕作方式的土樣中的變化模式有一定的差異。壟作免耕的土壤真菌和細(xì)菌的生物量在三種耕作方式中最高，冬水稻田次之，常規(guī)平作最低。真菌生物量與細(xì)菌生物量的比率分布模式在不同耕作方式的土樣中差異較大，壟作免耕的真菌生物量與細(xì)菌生物量的比率在三種耕作方式中最高，冬水稻田次之，常規(guī)平作最低，但

7、除了在0.25 mm～1.0 mm、2.0 mm～4.76 mm的團(tuán)聚體之間有明顯差異外(p＜0.05)，其余粒徑之間均無明顯差異(p＞0.05)。土壤真菌生物量和細(xì)菌生物量在亞熱帶紫色水稻土水穩(wěn)定性團(tuán)聚體中的分布模式與團(tuán)聚體的粒徑和耕作方式有關(guān)，三種耕作方式中壟作免耕的影響最為明顯。
　　 (5)＜0.25mm的土壤團(tuán)聚體，隨著粒徑的減小，真菌數(shù)量增加：粒級為0.053～0.25 mm的土壤團(tuán)聚體，真菌數(shù)量最低(p＜0.05)

8、，壟作免耕、冬水稻田和常規(guī)平作分別為1.52、0.84、0.73(104個/g．干土)。＞0.25 mm，團(tuán)聚體粒徑越大，真菌的多樣性指數(shù)改變沒有明顯規(guī)律性。＜0.25mm，團(tuán)聚體粒徑越小，真菌的多樣性指數(shù)越高。真菌的豐富度壟作免耕＞冬水稻田＞常規(guī)平作。在壟作免耕土壤中存在大量的菌絲態(tài)真菌，表明免耕具有較穩(wěn)態(tài)的土壤環(huán)境和較穩(wěn)態(tài)的生物類群。
　　 (6)六種不同的DNA提取方法中，改良的DNA kit法效果最好。采用基因V3區(qū)具有