水肥添加對內(nèi)蒙古典型草原土壤微生物學(xué)特性的影響.pdf

1、本論文依托中科院內(nèi)蒙古多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)實驗示范研究站野外長期水肥添加實驗平臺，研究了連續(xù)9年水和氮、磷肥添加對土壤理化性質(zhì)、土壤微生物區(qū)系組成、土壤微生物量和土壤酶活性的影響，以及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、功能、環(huán)境因子在降水格局改變、氮沉降和養(yǎng)分添加條件下的協(xié)同變化關(guān)系。結(jié)果表明:水分和養(yǎng)分添加顯著改變了土壤理化性質(zhì):隨施氮量增加，土壤速效氮含量明顯升高，土壤pH值顯著降低。加氮10或15gkg-1m-2yr-1顯著抑制微生物生長，導(dǎo)致土壤微

2、生物生物量和土壤呼吸速率下降。增加降水土壤硝態(tài)氮含量顯著降低，土壤微生物生物量和土壤呼吸速率顯著增加。
　　對土壤酶活性的研究表明，加氮增加了土壤纖維素酶和β-N-乙酰基葡糖苷酶(NAG)活性，但降低了土壤β-葡糖苷酶(BG)和蛋白酶活性;增水處理降低了纖維素酶活性，增加了β-葡糖苷酶活性，加磷降低了土壤磷酸單脂酶活性，但增加了β-葡糖苷酶活性。
　　基于16S-rDNA-DGGE的分析表明，加氮和增水顯著改變了土壤細(xì)菌群落

3、組成。增水顯著提高了土壤細(xì)菌的豐富度指數(shù)(R)、香儂-維納指數(shù)(H')和均勻度指數(shù)(J);單獨加氮處理對土壤細(xì)菌α-多樣性指數(shù)無顯著影響。采用PLFA對微生物群落結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果表明，加氮降低了土壤真菌的相對豐度，增加了細(xì)菌相對豐度，土壤真菌細(xì)菌比降低;增水顯著增加了土壤真菌、叢枝菌根真菌和厭氧菌的相對豐度;加磷降低了土壤叢枝菌根真菌的相對豐度，增加了土壤放線菌的相對豐度。微生物群落結(jié)構(gòu)的冗余分析表明，在水肥添加條件下，土壤pH、微生物生

4、物量和土壤呼吸是土壤微生物群落變化的主要驅(qū)動因子;同時，土壤速效氮和水溶性有機碳也對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)具有一定的影響。
　　采用Mantel test分析了土壤理化性質(zhì)與微生物群落功能及微生物群落結(jié)構(gòu)間相互關(guān)系。結(jié)果表明，微生物功能和群落結(jié)構(gòu)在環(huán)境變化條件下具有協(xié)同變化關(guān)系。土壤細(xì)菌與NAG活性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，真菌與BG活性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。
　　本研究結(jié)果將為預(yù)測全球氣候變化背景下溫帶草地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性格局和功能穩(wěn)定性提