長期施肥對紅壤性水稻土細菌多樣性的影響.pdf

1、隨著我國農(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,以細菌的種類和數(shù)量最多。通過對土壤細菌多樣性的研究,可以揭示不同化學(xué)肥料和施用方式對土壤微生物生態(tài)的影響規(guī)律,加深人們對細菌和所處土壤環(huán)境間相互關(guān)系的理解和認識。
　　 本研究以連續(xù)17年長期施肥制度的稻田土為研

2、究對象,所采土樣來自中國科學(xué)院桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗站,試驗共設(shè)4個處理:(1)CK(不施肥)；(2)N(單施尿素)；(3)NPK(施尿素、過磷酸鈣和氯化鉀)；(4)NPKOM(在施NPK的基礎(chǔ)上加紫云英和稻草還田)。應(yīng)用16S rDNA克隆文庫技術(shù)直接提取土壤微生物總DNA,分別構(gòu)建細菌16S rDNA克隆文庫,并開展DNA序列測定,然后進行系統(tǒng)發(fā)育分析。
　　 系統(tǒng)發(fā)育樹表明427個基因型分別屬于11個細菌類群:變形細菌門(Pro

3、teobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、厚壁菌門(Firmicutes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)、放線菌門(Actinobacteria)、浮霉菌門(Planctomycetes)、綠菌門(Chlorobi)。它們在克隆文庫中所占

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個基因型與已知類群相似性較低,在GenBank數(shù)據(jù)庫中未找到與其相似的已知細菌序列,為非確定序列。
　　 通過香農(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能增加土壤細菌的多樣性,改變細菌群落結(jié)構(gòu)；而在NPK的基礎(chǔ)上施用有機質(zhì)(NPKOM)后可能改變了土壤環(huán)境,使某些細菌無法生存或是趨同進化,以致于和NPK相比,其細菌多樣性有所下降。使用LIBSHUFF軟件的分析結(jié)果表明,四個克

6、隆文庫之間都有顯著性差異,這也說明與CK相比,三種施肥處理均使細菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。
　　 此外,長期施肥使細菌各個類群的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了明顯變化。與其它三個處理相比,施用N肥增加了α-變形細菌、γ-變形細菌、綠彎菌和酸桿菌的多樣性,減少了δ-變形細菌、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-變形細菌和硝化螺旋菌的多樣性,減