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编号:55394
连续施用化肥及秸秆还田对潮土酶活性、细菌群落和分子生态网络的影响
http://www.100md.com 2022年9月19日 2022年第8期
糖苷酶,菌门,1材料与方法,1长期试验地点概况,2土壤样品采集与测定,3数据统计分析,2结果与分析,1土壤理化性质,2土壤酶活性,3土壤细菌Alpha多样性,4土壤细菌群落结构和组成,5土壤细菌
     马 垒,李 燕,魏建林,周晓琳,李子双,李国生,吴小宾,刘兆辉,谭德水*

    (1 山东省农业科学院农业资源与环境研究所 /农业农村部废弃物基质化利用重点实验室,山东济南 250100;2 德州市农业科学研究院,山东德州 253015)

    潮土是黄淮海平原最主要的土壤类型,其砂粒含量高、土壤结构差,在常年麦玉两熟的高强度利用下,土壤肥力水平普遍低下[1]。为了满足粮食需求,大量化肥被施入土壤,为作物生长补充大量养分,迅速提升作物产量。然而不合理化肥施用导致土壤出现板结、酸化,还会引发农业面源污染等环境问题[2]。秸秆还田配施化肥是一种可持续农业生产措施,可有效缓解单施化肥引起的土壤质量下降问题[3]。越来越多的研究表明,秸秆与化肥配合施用可显著提升土壤有机质和养分含量,提高土壤酶活性,改良土壤结构,增加作物产量,同时降低秸秆焚烧引起的空气污染[4-7]。但化肥及秸秆还田对土壤微生物群落的影响仍有待明确。

    土壤微生物是农田生态系统中最为活跃的组分,其在有机质形成与降解、养分循环转化、土壤团聚体结构形成中具有重要作用[8]。由于微生物对其生存环境变化极其敏感,可对细小的土壤环境变化迅速做出反应,因此研究微生物群落的变化可较为直观地反映土壤生态功能的变化[9]。关于化肥和秸秆还田对微生物群落影响的研究已有大量报道,大多数研究发现,长期施用化肥引起土壤酸化,导致微生物多样性降低[10-11];而秸秆还田配施化肥可缓解酸化问题,从而提高土壤微生物多样性,并促进土壤中参与碳、氮、磷循环的特定微生物生长[12-14]。然而一些研究者发现长期秸秆还田后土壤微生物多样性并未发生明显改变[5,15]。我国安徽砂姜黑土长期定位试验结果表明,连续30年秸秆还田配施化肥后细菌多样性显著降低[3,16]。这种不一样的结论,一方面是由于试验地土壤养分状况和自然条件不同,另一方面可能与秸秆还田量、还田方式有关。此外,大多数研究的焦点在于微生物多样性或群落结构,忽视了对种间关系的研究。土壤中的微生物并非单独存在,不同物种通过频繁的相互作用,形成复杂的生态网络,共享土壤生态位和营养资源。微生物参与的生态功能不仅仅是不同个体的集体特征,还与它们之间的相互作用密切相关。研究物种间的网络互作关系对于理解微生物群落构建过程,了解物种间的生态位差异或环境异质性,预测土壤生态功能具有重要意义[17]。因此从网络共现模式角度解析长期化肥及秸秆还田对微生物群落影响的机制仍需探讨。

    以位于山东德州的潮土长期施肥定位试验为研究平台,采用16S rRNA高通量测序技术,对连续10年不施肥、单施化肥、秸秆还田配施化肥后土壤细菌群落多样性、结构、组成展开研究;同时通过构建分子生态网络 ......

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