長期肥料施用對華北大田玉米土壤叢枝菌根真菌群落結構的影響
本文選題:叢枝菌根真菌 + 群落結構; 參考:《菌物學報》2017年07期
【摘要】:華北平原是我國北方最重要的糧食主產區(qū)之一,過去30年間其糧食產量穩(wěn)定提高的同時,肥料等生產資料的投入也大幅增加。叢枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌作為一類重要的土壤功能性微生物,研究施肥措施對其群落、功能的影響,在挖掘農田有益微生物的潛在作用方面具有重要意義。本研究采用分子生物學方法測定了華北平原典型集約化農田體系中不同養(yǎng)分用量和投入模式對土壤AM真菌群落的影響。試驗樣地于2007年開始對冬小麥-夏玉米輪作體系進行施肥處理:有機肥(牛糞9 000kg/hm~2)、高量化肥(296.4kg N/hm~2、177.3kg P/hm~2、287.8kg K/hm~2,較當地常規(guī)化肥施用量上調25%)、低量化肥(74.1kg N/hm~2、44.3kg P/hm~2、71.9kg K/hm~2,較當地常規(guī)化肥施用量下調75%)和不施肥對照,每個處理3次重復,于2011年10月玉米收獲季進行土壤取樣。試驗獲得的31個OTUs主要屬于Glomerales目(球囊霉目)(Glomus Group A/B)及Diversisporales目(多孢囊霉目),其中部分AM真菌類群如Glo12、Aca3、Scutellospora aurigloba(Scut.aurigloba全球盾巨孢囊霉)以及Div2僅在有機肥處理中被檢測到。與其他處理相比,有機肥處理的116bp片段(Glo9/12/13/14;Fun1/2;Rhi1)相對豐度顯著升高,而140bp片段(Uncultured Glomus)(球囊霉屬)則主要受到化肥處理的促進。對于Diversisporales目AM真菌所對應的片段(141、142、169bp),施肥明顯對其有促進作用。4年的肥料施用對土壤AM真菌物種多樣性無顯著影響,施肥處理0 20、20 40、40 60cm深度土壤AM真菌群落的多樣性水平分別為1.14 1.78、1.61 1.84、1.23 2.07,豐富度分別為3.7 7.5、8.0 8.3、5.0 7.3。表明深層土壤是AM真菌重要的庫,多樣性水平并不低,對于維持土壤微生物多樣性水平具有重要作用。本研究發(fā)現,p H值是影響表層土壤AM真菌群落分布的主要原因,土壤全氮、全碳、速效磷等肥力因子也是影響表層土壤AM真菌群落分布的重要因子,而深層土壤AM真菌的群落組成與固有的鹽分特征(土壤電導率EC)有著較好的相關性。
[Abstract]:The North China Plain is one of the most important grain producing areas in the north of China. In the past 30 years, the grain output has been steadily increased, and the input of fertilizer and other means of production has also increased significantly. Arbuscular mycorrhizal fungi as a kind of important soil functional microorganism, it is important to study the effects of fertilization on their community and function, and to explore the potential role of beneficial microorganisms in farmland. The effects of different nutrient levels and input patterns on soil AM fungal community in typical intensive farmland system in North China Plain were studied by molecular biology. In 2007, the winter wheat-summer maize rotation system was treated with organic fertilizer (9 000 kg / kg cow manure, 296.4 kg / kg N/hm~2177.3kg P/hm~2287.8kg / hm ~ (2), which was 25% higher than that of the local conventional fertilizer application, and 74.1 kg / h ~ (-1) N / hm ~ (2) N 路hm ~ (2) ~ (2), which was higher than that of the local routine fertilizer application (71.9 kg / hm ~ (2). The fertilizer application rate was reduced by 75%) and the control without fertilizer application. Soil samples were collected in October 2011 maize harvest season. The 31 OTUs obtained in the experiment mainly belong to Glomerales (Glomus Group A / B) and Diversisporales (cystis polyspora, including some AM fungi such as Glo12Aca3Scutellospora aurigloba(Scut.aurigloba) and Div2 were only detected in organic fertilizer treatments. Compared with other treatments, the relative abundance of 116bp fragment Glo9 / 12 / 13 / 14 / 14 / Rhi1 was significantly increased in organic fertilizer treatments, while the 140bp fragment was mainly promoted by chemical fertilizer treatment. For the corresponding fragment of AM fungi of Diversisporales order 141142169bp1, fertilization obviously promoted it, but the application of fertilizer for 4 years had no significant effect on the species diversity of AM fungi in soil. The diversity level of AM fungi community in 0 ~ 20 ~ 20 ~ (20) N ~ (40) N ~ (40) 60cm depth soil was 1.14 ~ 1.78 ~ 1.61 ~ 1.84 ~ 1.23 ~ 1.23 ~ 2.07, respectively, and the richness was 3.77.58.0 ~ 8.3N ~ (8.35) ~ (5.0) ~ (7.3) respectively. The results showed that the deep soil is an important reservoir of AM fungi, and the diversity level is not low, which plays an important role in maintaining the soil microbial diversity level. In this study, it was found that pH value was the main factor affecting the distribution of AM fungal communities in topsoil, and soil fertility factors, such as total nitrogen, total carbon and available phosphorus, were also important factors affecting the distribution of AM fungal communities in topsoil. But the community composition of AM fungi in deep soil had a good correlation with the inherent salt characteristics (soil electrical conductivity ECs).
【作者單位】: 江西特色林木資源培育與利用2011協(xié)同創(chuàng)新中心江西農業(yè)大學林學院;中國農業(yè)大學資源環(huán)境與糧食安全研究中心植物-土壤相互作用教育部重點實驗室;江西省林木育種中心江西省林業(yè)廳;
【基金】:國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃(2015CB150500) 國家自然科學基金(31272251,31400523,31400528) 江西省重點研發(fā)計劃重點項目(20161BBF60075)~~
【分類號】:S154.3
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,本文編號:1961355
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