【摘要】：研究不同生產模式對設施菜田土壤生態(tài)系統的土壤微生物群落結構和多樣性的影響,對維持土壤肥力和土壤健康具有重要意義。本研究以2002年建立的日光溫室有機蔬菜長期定位試驗為平臺,通過測定土壤的含水率、pH、碳氮磷、酶活性以及微生物豐度與多樣性,來研究不同生產模式對設施菜田土壤肥力和微生物多樣性的影響,進而探討了不同生產模式對土壤肥力和土壤微生物群落結構與多樣性的作用機理。主要結論如下:(1)與常規(guī)生產模式相比,有機和無公害生產模式可降低設施菜田土壤pH值,提高土壤含水率和碳氮磷總量,其中顯著提高了土壤有機碳、無機碳和有效磷成分;且有機生產模式和無公害生產模式雖然增加了土壤速效氮中的銨態(tài)氮成分,卻降低了其硝態(tài)氮成分。(2)三種生產模式下,兩個時期的土壤過氧化氫酶活性均在常規(guī)生產模式下最高,在無公害生產模式和有機生產模式下較低。土壤脲酶活性和蛋白酶活性在芹菜的不同生長期對三種生產模式的響應不同,在10月份有機和無公害生產模式可顯著提高土壤脲酶活性,卻降低了土壤蛋白酶活性。而在12月份芹菜生長后期,有機生產模式和無公害生產模式可顯著提高土壤蛋白酶活性,對土壤脲酶活性亦有提高,但不顯著。(3)使用磷脂脂肪酸(PLFA)技術在三種生產模式的土壤樣品中共檢測到33種土壤微生物的磷脂脂肪酸生物標記。其中細菌總的PLFA含量、細菌中的革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌的PLFA含量和放線菌的PLFA含量都在有機生產模式最高,在無公害生產模式下略低,在常規(guī)生產模式下最低。但真菌對不同生產模式的響應未有明顯的規(guī)律。三種生產模式下,土壤微生物量碳和土壤微生物PLFA標記總量在有機生產模式下高于無公害生產模式高于常規(guī)生產模式。土壤微生物的DNA高通量測序結果表明:在門分類水平上,共檢測到30個菌門。在三種生產模式下,主要的優(yōu)勢菌門有六個,其中變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)的相對豐度較高,其次是放線菌門(Actinobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)和芽單胞菌門(Gemmatimonadetes),且這六類微生物占了總微生物相對豐度的95%左右。整體上來看,有機和無公害模式更有利于增加擬桿菌門、放線菌門和綠彎菌門的豐度,而三種生產模式對變形菌門和酸桿菌門的豐度無顯著影響。在綱分類水平上,宏基因組檢測樣品中共有67個菌綱,在三種生產模式下,主要的優(yōu)勢菌綱為α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)、鞘氨醇桿菌綱(Sphingobacteriia)和Blastocatellia菌綱,且這四個綱類的微生物占了微生物總豐度的40%-60%,且不同綱類微生物對不同土層不同時期和不同生產模式的響應有著很明顯的差異。對DNA高通量測序所得數據進行Alpha多樣性分析得:在10月份芹菜生長前期,微生物群落的Chao1和ACE豐富度指數和Shannon多樣性指數的變化趨勢均是在無公害模式最高;有機和常規(guī)生產模式次之;在12月份,三個指數在不同生產模式之間未有明顯差異。(4)利用IBM SPSS Statistics 22.0軟件和Canoco 4.5軟件對土壤微生物群落結構與土壤環(huán)境因子和土壤酶活性進行相關性分析,結果表明:在不同生產模式下,設施菜田土壤脲酶活性與土壤碳氮磷總量、總有機碳、速效磷、含水率和微生物量碳呈正相關;土壤蛋白酶活性與土壤硝態(tài)氮和總有效氮極顯著正相關,與土壤pH顯著負相關;土壤過氧化氫酶活性土壤硝態(tài)氮和總有效氮極顯著負相關,與土壤pH顯著正相關。細菌總的PLFA含量、以及細菌中的革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌的PLFA含量,放線菌和真菌的PLFA含量都與土壤速效磷、總有效氮、總有機碳和土壤含水率顯著正相關,與pH和過氧化氫酶活性顯著負相關。在門類水平上的不同微生物類群與土壤理化性質的相關性明顯不同,其中變形菌門、擬桿菌門和Latescibacteria菌門與土壤理化性質和酶活性相關性顯著,且各個門類微生物與土壤過氧化氫酶活性相關性最顯著,其次是土壤脲酶活性,與土壤蛋白酶活性幾乎無顯著相關性。
【圖文】：

施用有機肥對土壤總碳和有機碳含量影響的研戚瑞敏等[131]、郝曉暉等[143]的研究表明，在施最為顯著；史康婕等[144]的研究表明，在不同時單施有機肥均可提高總有機碳含量，，但在上層土等[145]的研究結果表明有機肥與無機肥配施更有碳速率，且化肥配施秸稈提升效果更是優(yōu)于化單施有機肥比無機和有機肥配施更有利于提高

(a) (b)圖 3-3.不同生產模式下土壤總氮和速效氮的變化Fig.3-3 Changes of soil total nitrogen and available nitrogen under different production patterns
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S158;S154.3

【參考文獻】

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本文編號：2592652