長期定位試驗條件下保護性耕作對潮土微生物多樣性的影響.pdf

1、保護性耕作是新型的土壤改良耕作的形式，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展道路的必然選擇。它的主要內(nèi)容包括秸稈覆蓋地表、少耕、免耕、防止坡面土壤侵蝕以及合理輪作輪耕技術(shù)的合理利用，以實現(xiàn)更少的土地裸露的土壤條件，減少污染，保持適度粗糙和適度的水分，具有獨特的生態(tài)效益。保護性耕作能降低農(nóng)業(yè)成本，改善農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，研究其對土壤微生物多樣性的影響，從生態(tài)學角度考究其作用，具有重要的理論意義與實踐價值。
　　本長期定位試驗位于河南省封丘農(nóng)業(yè)生態(tài)國家實

2、驗站，始于2006年，設(shè)置了耕作秸稈覆蓋(CntWtS)、免耕秸稈覆蓋(CntWntS)、耕作秸稈不覆蓋(CntWt)和免耕秸稈不覆蓋(CntWnt)4個處理，于2013年11月采集土壤樣品。研究了四種處理下土壤微生物多樣性、可培養(yǎng)纖維素降解菌多樣性和纖維素降解真菌木質(zhì)纖維素酶基因的遺傳變異，其結(jié)果如下:
　　1)通過測定分析四種處理土壤樣品的有機質(zhì)、全氮、堿基氮、有效磷、速效鉀、全磷、全鉀和pH發(fā)現(xiàn)，在四種處理的土壤樣品中的全氮

3、、有機碳、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀含量均為CntWntS＞CntWtS，CntWnt＞CntWt，CntWntS＞CntWnt,CntWtS＞CntWt。四種處理土壤PH值均為弱堿性，且變化范圍不大。
　　2)采用傳統(tǒng)稀釋平板涂布法對四種處理細菌、真菌與放線菌進行計數(shù)，結(jié)果顯示免耕與秸稈還田土壤中三種菌數(shù)量均高于其他處理。秸稈還田提高了三種菌數(shù)量。在秸稈不還田處理中，免耕提高了真菌數(shù)量。
　　3)采用高通量測序技術(shù)

4、分析四種處理微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性可知，四種處理土壤微生物在門分類水平的組成基本不變，但微生物的數(shù)量比例發(fā)生了變化。多樣性指數(shù)顯示，秸稈長期還田有利于物種豐富度增加，但長期免耕與秸稈還田不利于提高微生物多樣性。OTUs分析顯示有70.24％的OTUs共同存在于四種土壤中，秸稈還田土壤共有OTUs為總OTUs的85.49％，免耕土壤共有OTUs比例為78.74％。β多樣性分析表明，四種處理微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，說明長期秸稈還田與免耕

5、影響了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。
　　4)經(jīng)PCR-RFLP分析四種處理纖維素降解菌群落多樣性可知，秸稈還田與免耕能提高其多樣性，并且秸稈還田的兩個處理相似度高，秸稈不還田的兩個處理相似度高。秸稈還田處理的纖維素降解菌多樣性顯著大于秸稈不還田處理。系統(tǒng)發(fā)育分析表明所測序列分別屬于Proteobacteria（變形菌門）、Firmicutes（硬壁菌門）、Actinobacteria（放線菌門）和Bacteroidetes（擬桿菌門），它

6、們分別包含的序列數(shù)為15、6、7和5個，Proteobacteria為優(yōu)勢菌門。冗余分析顯示四種處理纖維素降解菌空間分布表現(xiàn)出顯著差異，表明纖維素降解菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化。
　　5)采用TRAP-PCR技術(shù)分析纖維素降解真菌纖維素酶基因的遺傳變異，一共挑選出了19對電泳條帶比較清晰的引物組合形式，它們是CBHⅠ-me1、CBHⅠ-me2、CBHⅠ-em2和CBHⅠ-em3; CBHⅡ-me1; CDH1-me1、CDH1-me