長(zhǎng)期施肥對(duì)紅壤性水稻土細(xì)菌多樣性的影響.pdf

1、隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,化學(xué)肥料的施用量不斷增加?；实拇罅客度胍呀?jīng)成為稻田系統(tǒng)生產(chǎn)力提高的主要限制因子之一,直接影響到我國(guó)的糧食安全。不同施肥制度可以導(dǎo)致土壤微生物種群、數(shù)量和活性變化,從而影響土壤肥力。土壤微生物中,以細(xì)菌的種類和數(shù)量最多。通過(guò)對(duì)土壤細(xì)菌多樣性的研究,可以揭示不同化學(xué)肥料和施用方式對(duì)土壤微生物生態(tài)的影響規(guī)律,加深人們對(duì)細(xì)菌和所處土壤環(huán)境間相互關(guān)系的理解和認(rèn)識(shí)。
　　 本研究以連續(xù)17年長(zhǎng)期施肥制度的稻田土為研

2、究對(duì)象,所采土樣來(lái)自中國(guó)科學(xué)院桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站,試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理:(1)CK(不施肥)；(2)N(單施尿素)；(3)NPK(施尿素、過(guò)磷酸鈣和氯化鉀)；(4)NPKOM(在施NPK的基礎(chǔ)上加紫云英和稻草還田)。應(yīng)用16S rDNA克隆文庫(kù)技術(shù)直接提取土壤微生物總DNA,分別構(gòu)建細(xì)菌16S rDNA克隆文庫(kù),并開(kāi)展DNA序列測(cè)定,然后進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。
　　 系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)表明427個(gè)基因型分別屬于11個(gè)細(xì)菌類群:變形細(xì)菌門(mén)(Pro

3、teobacteria)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)、疣微菌門(mén)(Verrucomicrobia)、厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)、芽單胞菌門(mén)(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌門(mén)(Nitrospirae)、放線菌門(mén)(Actinobacteria)、浮霉菌門(mén)(Planctomycetes)、綠菌門(mén)(Chlorobi)。它們?cè)诳寺∥膸?kù)中所占

4、比例分別為49.8％、19.3％、9.8％、7.0％、3。8％、1.6％、1.3％、1.3％、1.2％、0.8％、0.7％。此外,還有10個(gè)基因型與已知類群相似性較低,在GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中未找到與其相似的已知細(xì)菌序列,為非確定序列。
　　 通過(guò)香農(nóng)指數(shù)(Shannon-Wiener Index)反映物種的多樣性,Pielou均勻度指數(shù)揭示物種的豐富度。不同施肥處理的多樣性指數(shù)計(jì)算結(jié)果顯示:NPK>N>NPKOM>CK。在四種

5、不同施肥處理的土壤環(huán)境中,NPK處理土壤的細(xì)菌多樣性指數(shù)最高,均勻度指數(shù)也最高；而CK處理的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均最低；N處理和NPKOM處理的均勻度指數(shù)相同,而多樣性指數(shù)N處理的略大于NPKOM處理。施用NPK能增加土壤細(xì)菌的多樣性,改變細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)；而在NPK的基礎(chǔ)上施用有機(jī)質(zhì)(NPKOM)后可能改變了土壤環(huán)境,使某些細(xì)菌無(wú)法生存或是趨同進(jìn)化,以致于和NPK相比,其細(xì)菌多樣性有所下降。使用LIBSHUFF軟件的分析結(jié)果表明,四個(gè)克

6、隆文庫(kù)之間都有顯著性差異,這也說(shuō)明與CK相比,三種施肥處理均使細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。
　　 此外,長(zhǎng)期施肥使細(xì)菌各個(gè)類群的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了明顯變化。與其它三個(gè)處理相比,施用N肥增加了α-變形細(xì)菌、γ-變形細(xì)菌、綠彎菌和酸桿菌的多樣性,減少了δ-變形細(xì)菌、硝化螺旋菌和厚壁菌的多樣性；與CK相比,施用NPK和施用NPKOM增加了δ-變形細(xì)菌、厚壁菌和浮霉菌的多樣性；與施用NPK相比,施用NPKOM增加了α-變形細(xì)菌和硝化螺旋菌的多樣性,減