长期三水平磷肥施用梯度对砂姜黑土细菌群落结构和酶活性的影响

长期三水平磷肥施用梯度对砂姜黑土细菌群落结构和酶活性的影响

论文摘要

磷素缺乏是砂姜黑土区作物生产的重要限制因子,然而不同磷肥施用量如何影响微生物群落结构尚不清楚。以安徽蒙城氮磷钾肥肥效长期定位试验为平台,选取P0(不施磷肥)、P1(P2O545 kg·hm–2)和P2(P2O590kg·hm–2)三个磷肥施用梯度,明确土壤理化性质、土壤酶活性及细菌群落结构之间关系。研究表明长期施用磷肥显著提升土壤肥力:与P0相比,P2处理土壤有机碳、可溶性有机碳、全磷、有效磷和铵态氮分别增长10.33%、31.36%、40.00%、384.19%和79.49%。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)是砂姜黑土中的优势菌,相对丰度分别为40.16%、19.75%和14.91%。长期施用磷肥可显著提高细菌多样性,改变细菌群落结构:P1和P2处理中的香农指数分别较P0处理提高2.49%和4.52%;具有溶磷作用的3个门(放线菌门、浮霉菌门(Planctomycetes)和拟杆菌门(Bacteroidetes))和3个属(Terracoccus、Flavisolibacter和Arthrobacter)相对丰度随磷肥施入而显著升高,而一些寡营养型细菌(绿弯菌门(Chloroflexi)和疣微菌门(Verrucomicrobia))、具有反硝化作用(Kaistobacter和Rhodanobacter)和固氮作用(Bradyrhizobium和Burkholderia)的细菌相对丰度则在P2处理中显著降低。主坐标和多元回归树分析表明可溶性有机碳和全磷是导致不同磷肥处理中细菌群落结构差异的主要因素。b-葡糖苷酶、蛋白酶和脱氢酶等活性均随磷肥施入量增加而显著升高,酸性磷酸酶活性则没有显著变化。上述四种酶活性均与拟杆菌门、Flavisolibacter属等在施磷处理中富集的微生物成显著正相关。以上结果表明长期施用磷肥导致的土壤理化性质变化驱动土壤细菌群落变化,从而提高与碳氮循环转化相关微生物活性,其中可溶性有机碳和全磷是导致细菌群落结构改变的关键理化因子。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 长期试验概况
  •   1.2 样品采集
  •   1.3 土壤生化指标测定
  •   1.4 土壤DNA提取及16S rRNA基因高通量测序
  •   1.5 数据统计分析
  • 2 结果
  •   2.1 长期施用磷肥对砂姜黑土理化性质的影响
  •   2.2 长期施用磷肥对砂姜黑土酶活性的影响
  •   2.3 长期施用磷肥对砂姜黑土细菌多样性的影响
  •   2.4 土壤细菌群落组成及其与土壤性质之间关系
  • 3 讨论
  •   3.1 长期三水平磷肥施用梯度对细菌群落多样性和组成的影响
  •   3.2 细菌群落结构与土壤环境因子及酶活性关系
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 马垒,郭志彬,王道中,赵炳梓

    关键词: 砂姜黑土,磷肥,高通量测序,微生物群落,酶活性

    来源: 土壤学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 农业科技,基础科学

    专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

    单位: 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),中国科学院大学,安徽省农业科学院土壤肥料研究所

    基金: 国家重点研发计划项目(2016YFD0300802),现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-03)共同资助~~

    分类号: S154.36

    页码: 1459-1470

    总页数: 12

    文件大小: 1396K

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