紅壤地區(qū)三種母質(zhì)土壤長期熟化條件下的土壤微生物群落分析.pdf

1、本文通過中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院湖南祁陽紅壤試驗站的“生土熟化”長期定位試驗（始于1982年），主要研究了湖南地區(qū)三種典型母質(zhì)（花崗巖母質(zhì)，紫色土母質(zhì)，第四紀紅壤母質(zhì)）以及每種母質(zhì)經(jīng)6種不同人為熟化措施（不施肥加地上部全部移除CKT、不施肥地上部全部還田CKR、施化肥加地上部全部移除NPKT、施化肥加地上部全部還田NPKR、施有機物料加地上部全部移除OMT、施有機物料加地上部全部還田OMR)的土壤理化性質(zhì)、土壤微生物量，土壤酶活性及基于454高通

2、量測序結(jié)果的土壤微生物群落，主要結(jié)果分述如下:
　　1.不同熟化措施對土壤理化性質(zhì)的影響
　　試驗結(jié)果表明，長期的人為熟化土壤能顯著影響土壤理化性質(zhì)。比較三種不同母質(zhì)和相應(yīng)熟化30年后的處理，土壤pH值均出現(xiàn)不同程度的下降，同時，土壤有機質(zhì)，全氮，全磷，速效氮，速效鉀含量均增加顯著。比較6種不同熟化措施，其中施用化肥處理（NPKT和NPKR）養(yǎng)分含量增加量最顯著，明顯高于有機物料處理(OMT和OMR)和對照處理（CKT和CK

3、R），但該處理土壤酸化也最為明顯;施用有機物料處理（OMT和OMR）的速效鉀含量明顯高于對照處理（CKT和CKR），其它養(yǎng)分含量與對照處理（CKT和CKR）相比，差異并不十分顯著，但土壤pH的下降程度要明顯好于對照處理（CKT和CKR）。同種施肥處理下，地上部生物量全部移除(T)和全部歸還(R)有著一定的差異，地上部全部歸還(R)的土壤有機質(zhì)和土壤全氮含量要高于地上部全部移除(T)。
　　2.不同熟化處理對土壤微生物量和土壤酶活的

4、影響
　　土壤酶活測定結(jié)果表明人為熟化措施能顯著地增加土壤微生物量，提高土壤酶活。其中，施用化肥（NPKT和NPKR）處理相比其他熟化方式，土壤微生物量增加幅度最為顯著，其次為有機物料處理（OMT和OMR），對照處理（CKT和CKR）的增加幅度最小。同時，施用化肥處理（NPKT和NPKR）的土壤脲酶活性和土壤轉(zhuǎn)化酶酶活性最高，明顯高于母質(zhì)。對照處理（CKT和CKR）和施用有機物料處理（OMT和OMR)的土壤脲酶和蔗糖酶活性與母質(zhì)相

5、比并無顯著提高;土壤磷酸酶活性在不同土壤中變化不同，施化肥（NPKT和NPKR）處理不利于土壤磷酸酶活性的提高。
　　3.不同熟化措施對土壤微生物群落的影響
　　454高通量測序結(jié)果表明，長期熟化對土壤微生物區(qū)系有顯著影響，不同熟化處理影響不同。長期熟化明顯改變土壤細菌主要門類，使放線菌門和厚壁菌門的比例減少，酸桿菌門相對豐度明顯增多。長期熟化可以提高土壤微生物多樣性和豐富度，其中施有機物料（OMT和OMR）效果最好，其次為

6、對照處理（CKT和CKR），施用化肥處理（NPKT和NPKR）效果最差。長期熟化改變細菌整體群落結(jié)構(gòu)，不同施肥措施使細菌群落結(jié)構(gòu)朝不同方向發(fā)展，但地上部生物還田與否，并無顯著差異。同時，土壤細菌群落結(jié)構(gòu)的發(fā)展與土壤環(huán)境因素改變密不可分。
　　4.長期不施肥處理（CKT和CKR）對三種母質(zhì)中氮素積累和微生物群落發(fā)育有促進作用。長期種植不施肥熟化后，土壤中nifH基因含量顯著增加，且母質(zhì)中的固氮細菌類群也得到發(fā)展。結(jié)果顯示，母質(zhì)不僅對

7、土壤細菌的原始群落結(jié)構(gòu)起優(yōu)先選擇作用，而且也決定著土壤細菌的豐富度和多樣性，并影響細菌群落結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。土壤氮素則作為影響細菌群落結(jié)構(gòu)變化的最重要的因子，其在母質(zhì)中的積累有利于打破土壤氮素限制，從而有助于細菌整體群落的發(fā)展。
　　綜合以上結(jié)果，長期的種植和施肥對三種土壤母質(zhì)熟化均有促進作用，施用化肥有利于土壤母質(zhì)快速培肥和養(yǎng)分增加，但從土壤微生物角度分析，長期施用化肥熟化土壤不利于可持續(xù)發(fā)展。因此，施有機物料為最佳熟化方案。同時