生物固氮為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供天然的氮素來源,探究長期增施有機肥對土壤固氮菌群落的影響,為合理增施有機肥和維持土壤固氮微生物群落多樣性提供科學(xué)依據(jù)。選取小麥-甘薯輪作中連續(xù)37a不施肥對照（CK）、單施化肥（NPK）、化肥+有機肥（NPKM）處理的甘薯季堿性土壤樣品為研究對象。采用Illumina MiSeq高通量測序技術(shù),研究土壤固氮菌群落的組成、多樣性及其與土壤特性的關(guān)系。結(jié)果表明:與對照和單施化肥相比,長期增施有機肥降低土壤固氮菌群落豐富度和多樣性,且豐富度與土壤pH顯著正相關(guān),與有機碳、全氮和有效養(yǎng)分（硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀）顯著負相關(guān)。主坐標(biāo)分析表明長期施肥顯著改變土壤固氮菌群落結(jié)構(gòu),與對照相比,增施有機肥比單施化肥對固氮菌群落結(jié)構(gòu)的影響更大。冗余分析表明土壤有機碳和速效鉀是影響固氮菌群落結(jié)構(gòu)改變最主要的因素。長期增施有機肥顯著降低變形菌門、藍藻菌門、Beta-變形菌和固氮弧菌屬的相對豐度,顯著增加硝化螺旋菌門、酸桿菌門和硝化螺菌屬的相對豐度,這與土壤pH、有機碳和有效養(yǎng)分顯著相關(guān)。因此,在堿性土壤上長期增施有機肥對固氮菌群落結(jié)構(gòu)的改變更大,對群落多樣性的抑制作用更強。 

【文章來源】：生態(tài)學(xué)報. 2020,40(16)北大核心

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

長期不同施肥處理中土壤固氮菌群落屬水平的相對豐度

如圖1所示,不同施肥處理間土壤固氮菌群落Beta多樣性差異顯著。在OTU水平上,基于Unweight_unifrac距離進行主坐標(biāo)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)主坐標(biāo)的前兩軸共解釋群落變異的58.60%,第一軸和第二軸分別解釋群落變異的43.88%和14.72%。CK、NPK和NPKM處理的群落組成沿著第一軸依次分開,相似性分析(ANOSIM)也表明CK、NPK和NPKM處理的群落組成差異顯著(R = 0.4825,P = 0.005)。冗余分析主要是分析土壤理化、群落組成與樣方之間的關(guān)系,結(jié)果表明土壤理化因子顯著影響固氮菌群落的組成(Mantel test, R = 0.4825, P = 0.01)。通過解釋變量的前向選擇(forward selection)發(fā)現(xiàn)土壤速效鉀和有機碳分別能解釋群落變異的75.01%和24.99%。因此,長期增施有機肥顯著增加土壤速效鉀和有機碳,這種變化驅(qū)動著土壤固氮菌群落結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。2.4 固氮菌群落類群分析

如圖3所示,在固氮菌綱水平上,Beta-變形菌和Gamma-變形菌是最豐富的類群。在不同施肥處理中綱水平上的相對豐度差異明顯。Alpha-變形菌、Beta-變形菌和Delta-變形菌在NPKM處理的土壤中其相對豐度最低,其中Beta-變形菌的相對豐度顯著低于CK和NPK處理(P<0.05)。Gamma-變形菌在3個處理中差異不顯著,其相對豐度的高低順序為CK > NPKM > NPK。如圖4所示,對固氮菌群落屬水平上進行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CK處理的土壤中擬色球藍細菌屬相對豐度高于NPK和NPKM處理,但差異不顯著(P > 0.05)。與CK和NPK處理相比,NPKM處理顯著增加硝化螺菌屬的相對豐度(P<0.05),但顯著降低固氮弧菌屬的相對豐度(P<0.05)。

【參考文獻】：
期刊論文
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