接種大豆根瘤菌對(duì)東北黑土細(xì)菌群落影響及其調(diào)控作用.pdf

1、根瘤菌(Rhizobium)是一種較早被人類(lèi)應(yīng)用和研究的固氮菌，能夠與豆科植物共生固氮，為宿主植物提供氮素營(yíng)養(yǎng)，在提高土壤肥力、增加作物產(chǎn)量、改善生態(tài)環(huán)境等方面有著十分重要的作用。本研究在前期研究工作的基礎(chǔ)上，以吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院（公主嶺院區(qū)）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)示范基地6年定位試驗(yàn)的4種不同黑土施肥處理為研究對(duì)象，對(duì)大豆產(chǎn)量、大豆農(nóng)藝性狀及土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定和相關(guān)性分析，同時(shí)結(jié)合高通量測(cè)序和qPCR技術(shù)對(duì)各施肥處理的細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析

2、，表征不同施肥處理土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)特征和組成差異，重點(diǎn)研究了接種根瘤菌處理的不同之處及其對(duì)大豆生長(zhǎng)的調(diào)控效應(yīng)，并探討了引起黑土細(xì)菌菌群變化的主效環(huán)境因子。研究結(jié)果對(duì)進(jìn)一步了解大豆連作條件下東北黑土中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化以及大豆的高效種植和氮肥減施具有一定的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。論文取得的主要進(jìn)展如下:
　　1.施肥有利于大豆產(chǎn)量的增加，且增產(chǎn)效果都比較明顯。施肥增加了大豆的主莖莢重、主莖粒重和百粒重，有利于大豆農(nóng)藝性狀的改善;大豆主

3、莖莢重和主莖粒重與大豆產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，其增加有利于大豆產(chǎn)量的提高。施肥增加了土壤養(yǎng)分的含量，有利于土壤肥力的提高;施氮肥降低了土壤pH，且pH與大豆產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，長(zhǎng)期施氮肥可能會(huì)對(duì)大豆生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響;土壤有效磷和速效鉀與大豆產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，適量施用磷鉀肥會(huì)對(duì)大豆的增產(chǎn)起到促進(jìn)作用。
　　2.兩年接種根瘤菌處理（PK+5821）與NPK處理的大豆產(chǎn)量基本持平，表明在不施氮肥的情況下接種根瘤菌可為大豆生長(zhǎng)提供其所需的絕大部分

4、氮素營(yíng)養(yǎng)，從而起到氮肥減施的作用。兩年大豆種植中主莖莢重和主莖粒重均以PK+5821處理最高，進(jìn)一步驗(yàn)證了接種根瘤菌對(duì)大豆增產(chǎn)的作用。
　　3.細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)的分析顯示，接種B.japonicum5821顯著增加了土壤細(xì)菌的基因拷貝數(shù)，提高了土壤細(xì)菌的豐度。細(xì)菌門(mén)水平的群落分析發(fā)現(xiàn)，變形菌（Proteobacteria）、放線菌(Actinobacteria)和酸桿菌(Acidobacteria)是土壤中的3大優(yōu)勢(shì)菌群，占所有優(yōu)勢(shì)菌

5、門(mén)的70％以上。主坐標(biāo)分析(PCoA)顯示，3個(gè)施肥處理的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)在PC1軸上聚在一起，而與CK處理是分開(kāi)的，表明施肥明顯改變了土壤細(xì)菌的群落構(gòu)成。冗余分析(RDA)顯示，全氮(F=3.2,P=0.002)對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響最大，解釋了24％的群落變化，各因子的貢獻(xiàn)率依次為全氮＞有效磷＞速效鉀＞有機(jī)質(zhì)＞pH。
　　4.nifH群落結(jié)構(gòu)的分析顯示，接種B.japonicum5821顯著增加了土壤nifH固氮菌的基因拷貝數(shù)。

6、固氮菌屬水平的群落分析發(fā)現(xiàn)，慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）是固氮微生物的的優(yōu)勢(shì)菌群，占所有優(yōu)勢(shì)菌屬的59.53-73.02％。主成分分析(PCA)顯示，3個(gè)施肥處理的固氮菌群落結(jié)構(gòu)在PC1軸上聚在一起，而與CK處理是分開(kāi)的，表明施肥明顯改變了nifH固氮菌的群落構(gòu)成。冗余分析（RDA）顯示，全氮(F=2.7,P=0.016)對(duì)固氮菌群落的影響最顯著，解釋了18.5％的群落變化，各因子的貢獻(xiàn)率依次為全氮＞有機(jī)質(zhì)＞速效鉀＞有效磷