东北黑土微生物群落对长期施肥及作物的响应

查看全文 作　　者：丁建莉 [1,2 ]姜昕 [1,2 ]关大伟 [1,2 ][1,2]马鸣超索引[2]赵百锁 [3]周宝库索引曹凤明 [1,2 ]李力 [1,2 ][1,2]李俊索引

机构地区：[1]中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081;[2]农业部微生物产品质量安全风险评估实验室,北京100081;[3]黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所,哈尔滨150086

出　　处：《中国农业科学》索引2016年第49卷第22期,共11页

基　　金：国家自然科学基金(41573066);国家'973'计划(2015CB150506);国家'863'计划(2013AA102802-04);农业微生物产品质量安全风险评估专项任务(GJFP2016013);国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-04) 摘　　要：【目的】为表征长达35年轮作与施肥条件下东北黑土微生物群落特征,解析长期施肥及作物对土壤微生物丰度和群落结构的影响,探讨东北黑土微生物群落变化与施肥及不同作物间的相互关系,为进一步改良耕作制度与施肥方式提供依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院长期定位试验站,选取玉米和大豆两种作物季的4个不同施肥处理:不施肥处理(CK)、有机肥处理(M)、无机肥处理(NPK)和有机肥配施无机肥处理(MNPK)的耕层土壤为研究对象,处理前加字母m表示玉米季样品,加字母s表示大豆季样品。借助Illumina Miseq高通量测序平台和Real-time PCR技术,以16S rRNA基因为分子标靶,研究作物与施肥方式对黑土中微生物群落结构和丰度的影响,分析群落变化与土壤化学性质的相关性。【结果】玉米季土壤16S rRNA基因拷贝数(6.32×10^8—8.83×10^8/ng DNA)比大豆季的低(0.96×10^9—2.30×10^9/ng DNA);玉米季土壤微生物多样性(ACE指数为3 674.58—4 034.84)也低于大豆季(ACE指数为4 167.47—4 887.36);玉米季的细菌丰度以Acidobacteria(24.47%—27.90%)最高,而大豆季丰度最高的是Proteobacteria(27.78%—34.40%),Bacteroidetes和Actinobacteria丰度在两季作物中差异明显。同一作物季的有机肥无机肥配施处理的16Sr RNA基因拷贝数高于无机肥处理,且有机肥配施无机肥处理的微生物α多样性指数也比无机肥处理的高(sMNPK的Chao1指数比sNPK高出11.89%);不同施肥处理之间群落组成存在差异,Alphaproteobacteria在sMNPK和sNPK处理的相对丰度分别比sCK增加3.31%、5.24%;Gammaproteobacteria在sMNPK和sNPK处理均比sCK处理增加1.72%和1.2%,二者相对丰度变化大。相关性分析显示,16Sr RNA基因拷贝数与土壤硝态氮和速效钾正相关;微生物菌落多样性指数与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾等化学性质密切相关。【结论】东北黑土不同作物季和不同施肥均会影响土壤微生物丰度、α多样性和群落结构。有机肥无机肥配施能够有效改变微生物群落结构,提高微生物的丰度和多样性,并提高土壤p H,减缓土壤酸化。 关键词：施肥作物微生物群落结构土壤化学性质高通量测序黑土

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