长期不同施肥黑土细菌和古菌群落结构及主效影响因子分析

• 作者: 关大伟 周宝库 周晶 姜昕 李俊 杜秉海 秦杰 赵百锁 马鸣超
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 学科: 农学
• 关键词: 长期施肥 细菌和古菌群落 土壤化学性质 焦磷酸测序
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 页码范围: 1590-1598
• 页数: 9页
• 分类号: S147.2|S154.3
• 字数: 6589字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.2015.0626

摘要

[目的]依据黑龙江省农科院34年的长期定位试验,探讨影响东北黑土细菌和古菌区系的主效环境因子.[方法]试验采集不施肥( CK)、施氮磷肥( NP)、施氮钾肥( NK)、施磷钾肥( PK)、施氮磷钾肥( NPK)5个施肥处理的耕层土样,借助传统化学分析方法和Illumina Miseq高通量测序技术解析土壤化学性状和细菌与古菌的群落结构特征,并对细菌和古菌群落结构与环境因子进行相关性分析. [结果]1)不同施肥处理土壤细菌和古菌群落结构存在显著差N,与CK相比,4种施肥处理均降低了古菌丰富度,NPK处理增加了土壤细菌的丰富度、 多样性以及古菌的多样性;变形菌门( Proteobacteria )、酸杆菌门( Acidobacteria )是所有土样中的优势菌群,占细菌与古菌总量的38.2% 42.9%. 施肥条件下,放线菌门( Actinobacteria )、 浮霉菌门( Planctomycetes )、 绿弯菌门( Chloroflexi )、蓝藻门( Cyanobacteria )的相对丰度降低,芽单胞菌门( Gemmatimonadetes )、厚壁菌门( Firmicutes )的相对丰度升高,而其他菌门的相对丰度对不同施肥处理的响应不同. 2)施用氮肥显著改变了土壤化学性状,长期施氮(尿素)处理的土壤全氮、速效氮和有机质含量显著高于不施氮处理,而pH则显著降低. 3) RDA分析结果显示,pH对土壤细菌和古菌群落结构的影响最大,解释了66.5%的变化;其他环境因子则共解释了细菌与古菌群落33.5%的变化,各因子的贡献率依次为pH >速效钾 >有效磷 >有机质. Pearson相关性分析结果也表明,细菌和古菌群落与土壤化学指标间存在密切的相关关系. [结论]解析了长期不同施肥条件下土壤细菌和古菌的群落结构特征,确定了pH是影响土壤细菌和古菌区系的主效环境因子,氮磷钾均衡施肥不仅显著提高了作物产量和丰富了土壤养分含量,同时也增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性,有利于维持良好的土壤生态环境. 研究结果对揭示东北黑土肥力演变机制、建立合理的施肥制度具有重要的理论价值.