微生物是土壤養(yǎng)分分解轉(zhuǎn)化的驅(qū)動(dòng)力,直接影響土壤理化性質(zhì)和植物健康,在養(yǎng)分循環(huán)和能量流動(dòng)中發(fā)揮著重要作用,本試驗(yàn)通過(guò)探究土壤微生物多樣性對(duì)施氮量和施肥模式的響應(yīng)機(jī)制,以期尋找最適宜有益微生物生長(zhǎng)的施肥模式,為節(jié)肥增效與挖掘土壤微生物資源潛力提供科學(xué)依據(jù)。本研究是基于5年定位試驗(yàn)開展的,試驗(yàn)田位于河南省通許縣厲莊鄉(xiāng)司馬莊村,所有涉及微生物多樣性檢測(cè)的土壤樣品取之于2016-2017年度。試驗(yàn)品種為百農(nóng)207。試驗(yàn)共7個(gè)處理:(1)不施肥,CK(對(duì)照);(2)一次性底施純氮180 kg/hm~2,L1;(3)一次性底施純氮270 kg/hm~2,M1;(4)一次性底施純氮360 kg/hm~2,H1;(5)底施純氮135 kg/hm~2+灌漿期追施純氮45 kg/hm~2,L2;(6)底施純氮135 kg/hm~2+拔節(jié)期追施純氮135 kg/hm~2,M2;(7)底施純氮180 kg/hm~2+拔節(jié)期追施純氮90 kg/hm~2+灌漿期追施純氮90 kg/hm~2,H2。磷肥(P_2O_5,90kg/hm~2)與鉀肥(K_2O,90kg/hm~2)在播種前作底肥一次施入,試驗(yàn)灌水量為450 m~3/(次·hm~2)。主要研究結(jié)果如下:1.通過(guò)對(duì)樣本物種的注釋分辨率及復(fù)雜度的分析可知,播種期高氮量一次性底施處理?yè)碛凶罡叩奈锓N復(fù)雜度。在所有處理樣品中,相對(duì)豐度排名前六的細(xì)菌依次為變形菌門,酸桿菌門,芽單胞菌門,綠彎菌門,浮霉菌門和放線菌門,不同處理間的細(xì)菌優(yōu)勢(shì)門相對(duì)豐度沒(méi)有產(chǎn)生明顯變化。2.隨著小麥生育期的推進(jìn),相比于播種期,分期施肥處理提高了土壤細(xì)菌多樣性;而不施肥處理和和高氮量一次性底施處理的細(xì)菌多樣性降低;高氮量分期施肥處理的細(xì)菌多樣性在整個(gè)生育期內(nèi)較播種期不斷提高,但綜合整個(gè)生育期,在本年度試驗(yàn)條件下,最能促進(jìn)細(xì)菌多樣性提高的施肥模式為中氮量分期施肥,其次為中氮量一次性底施肥。3.相比于播種期,分期施肥處理提高了土壤真菌多樣性。真菌對(duì)氮肥變化的表現(xiàn)更敏感,在一定施氮量區(qū)間內(nèi),多樣性隨施氮量的增加而增加,低氮量分期施肥處理在追肥后多樣性上升;但持續(xù)過(guò)高的氮肥對(duì)真菌多樣性可能有抑制作用,表現(xiàn)為中氮量分期施肥處理在追肥后,多樣性下降。綜合整個(gè)生育期分析,在中低量的施氮水平下分期施肥較一次性底施會(huì)給土壤真菌帶來(lái)了更高的復(fù)雜度。因此,考慮真菌對(duì)持續(xù)較高的土壤養(yǎng)分的敏感性,本試驗(yàn)中不施肥處理最能促進(jìn)真菌多樣性提高,其次為中氮量一次性底施肥處理。4.分析了小麥成產(chǎn)因素與產(chǎn)量之間的相關(guān)性,穗粒數(shù)與小麥產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),千粒質(zhì)量、畝穗數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)。在播種期,細(xì)菌多樣性和真菌多樣性與作物產(chǎn)量、土壤全氮、堿解氮以及有機(jī)質(zhì)含量均成負(fù)相關(guān),且真菌多樣性與土壤有機(jī)質(zhì)含量的負(fù)相關(guān)達(dá)到顯著水平。細(xì)菌和真菌之間的相關(guān)性在播種期和抽穗期之間都呈正相關(guān),且在抽穗期,兩者相關(guān)性達(dá)到顯著水平;在收獲期,兩者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。冬小麥的產(chǎn)量與其抽穗期的土壤細(xì)菌和真菌的多樣性都呈正相關(guān)。5.在450 m~3/(次·hm~2)的灌溉水平下,高氮量分期施肥對(duì)冬小麥的增產(chǎn)效果是最好的,其次是中氮量分期施肥。即本試驗(yàn)的研究證明,當(dāng)灌溉條件適宜時(shí),施肥水平相同的處理,分期施肥較底施有更明顯的的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì),且改變施肥模式,在一定程度上可以代替增施氮肥,同樣實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì),如中氮量分期施肥的產(chǎn)量顯著高于高氮量一次性底施肥處理。綜合微生物多樣性、產(chǎn)量及成產(chǎn)因素等多方面分析結(jié)果,推薦當(dāng)?shù)夭捎弥械糠制谑┓誓Ｊ健?br> 【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S512.11;S154.3
【部分圖文】：

測(cè) PCR 產(chǎn)物所用的 DNAmarker。膠圖 2-1(b)中，M 代表 PCR Marker，樣本代表來(lái)自土壤樣品 CKt1、L1t1、M1t1、H1t1、L2t1、M2t1、H2t1、CKt2、L、H1t2、L2t2、M2t2、H2t2、CKt3、L1t3、M1t3、H1t3、L2t3、M2t3、H2t3 的 V4 區(qū)的擴(kuò)增產(chǎn)物；照片里的 CK 指在跑膠檢測(cè)中使用的只加入了上樣緩白樣本，與本試驗(yàn)的施肥處理 CK 意義不同。膠圖 2-1(c)中，樣本 22-42 分別土壤樣品 CKt1、L1t1、M1t1、H1t1、L2t1、M2t1、H2t1、CKt2、L1t2、M1t2、M2t2、H2t2、CKt3、L1t3、M1t3、H1t3、L2t3、M2t3、H2t3 的 ITS1 區(qū)的擴(kuò)同樣，照片里的 CK 指在跑膠檢測(cè)中使用的只加入了上樣緩沖液的空白樣本，的施肥處理 CK 意義不同。

圖 3-1 不同樣品的 Tags 和 OTU 數(shù)目統(tǒng)計(jì)Fig. 3-1 Statistical data of Tags and OTU in different samples注：橫坐標(biāo)是樣品名，Tags Number 是 Tags 數(shù)目，Total Tags 指過(guò)濾后得到的拼接序列總數(shù)；Taxon Tags（橙色）：指用于構(gòu)建 OTU 并且能夠獲得分類信息的 Tags 數(shù)目；Unique Tags（青色）：指頻數(shù)為 1，并且無(wú)法被聚類到 OTU的 Tags 數(shù)目；綠色：指無(wú)法注釋到界級(jí)別或注釋為葉綠體及線粒體的 OTU Tags 數(shù)；第二縱坐標(biāo)(OTU Number)是 OTU的數(shù)目，OTU（藍(lán)色）：指最終得到的 OTU 數(shù)目。Note: The cross coordinates represent the name of the sample. Tags Number is the number of Tags. Total Tags refers tothe total number of stitching sequences obtained after filtering. Taxon Tags (Orange): the number of Tags used to build OTUand get classified information. Unique Tags (cyan): the number of Tags is 1 and can not be clustered to OTU. Green: refers tothe OTU Tags number that can not be annotated to the boundary level or annotated as chloroplast and mitochondria. Thesecond ordinate (OTU Number) is the number of OTU, OTU (blue): the final number of OTU.根據(jù)表 3-1 中各個(gè)樣品分析聚類得到的 OTU 數(shù)目，計(jì)算各施肥處理在整個(gè)生育期內(nèi)的 OTU 數(shù)目的平均值，由表 3-2 可知，所有樣品中獲得的 OTU 數(shù)目最多的處理是L1，OTU 數(shù)目較對(duì)照（CK）增加了 10.07%，其次為 H1，OTU 數(shù)目較對(duì)照（CK）增加了 4.18%；得到 OTU 數(shù)目最少的處理是 M2，OTU 數(shù)目較對(duì)照（CK）減少了 13.99%。即在整個(gè)冬小麥生育期內(nèi)，在 OTU 水平上，處理 L1 的土壤細(xì)菌多樣性最優(yōu)，其次是

圖 3-2 各個(gè)樣品在各分類水平上的序列構(gòu)成柱形圖Fig. 3-2 Columnar graph of the sequence composition of each sample at each level of classification注：橫坐標(biāo)(Sample Name)是樣品名，縱坐標(biāo)(Sequence Number Percent)表示注釋到該水平的序列數(shù)目占總注釋數(shù)據(jù)的比例，柱狀圖自下而上的顏色順序?qū)?yīng)于右側(cè)的圖例顏色順序。Note: The abscissae is the name of the sample. The Ordinate express the ratio of the number of annotations to the levelof the total annotation data is proportional to the total number of annotation data. The histogram of the histogram frombottom to top corresponds to the color order of the legend on the right.
【參考文獻(xiàn)】

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