長期施肥可改變土壤碳氮等養(yǎng)分供應(yīng),進而影響微生物數(shù)量與群落組成。本研究基于棕壤長期定位實驗站,分析不同施肥方式下（不施肥,CK;低量無機氮肥,N₂;高量無機氮肥,N₄;有機無機氮肥配施,M₂N₂）土壤氨氧化古菌（AOA）和細菌（AOB）的變化,為土壤氮素轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)機制和培肥土壤提供依據(jù)。結(jié)果表明:不同施肥方式下,土壤AOA與AOB的數(shù)量比值為2.28～61.95。與CK相比,施肥后土壤AOA數(shù)量降低了1.6%～13.6%。N₄處理AOB數(shù)量隨土壤深度增加呈先降低后升高的趨勢,其他處理則相反。土壤AOB群落Shannon多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和Simpson指數(shù)均高于AOA。M₂N₂處理0～20 cm土層土壤AOB多樣性增加,但AOA多樣性降低。土壤AOB主要因土壤深度發(fā)生聚類,AOB和AOA均未因施肥方式發(fā)生聚類。綜上,長期施肥改變了土壤AOA和AOB的構(gòu)成狀況,AOA對環(huán)境變化較為敏感,AOB較為豐富和穩(wěn)定。 

【文章來源】：應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2020,31(05)北大核心CSCD

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不同施肥處理土壤AOA和AOB豐度

土壤AOB的Shannon多樣性指數(shù)(H)隨土壤深度增加而增加(表3)。在0～20 cm土層,施肥處理土壤AOB的H值均高于CK,其中M2N2處理最高。不同處理土壤AOB均勻度指數(shù)(J)為0.970～0.990,且處理間差異不顯著。不同土層土壤AOB的Simpson指數(shù)(S)表現(xiàn)為40～60 cm>20～40 cm>0～20 cm。在0～20 cm土層,施肥處理土壤AOB的S值高于CK,而在20～60 cm土層,則低于CK。與CK相比,施加無機氮肥(N2和N4)處理顯著增加了0～20 cm土層土壤AOA的H值,M2N2處理則顯著降低了H值;在20～60 cm土層,施肥處理(除N2處理40～60 cm外)均顯著降低了土壤AOA的H值。土壤AOA的J值在40～60 cm最高,0～20 cm和20～40 cm之間無顯著差異;在0～20 cm土層中,施肥處理土壤J值低于CK,其中M2N2處理最低。土壤AOA的S值變化特征與H值相似。

土壤硝化作用是由微生物參與的生物學(xué)過程。施肥可提高土壤養(yǎng)分含量,促進微生物生長。其中,有機無機肥配施不僅可以滿足微生物生長的能量來源,而且使土壤養(yǎng)分的分布和累積更為豐富、均勻和持久[14]。研究發(fā)現(xiàn),長期施用氮肥顯著增加了土壤中氨氧化菌的豐度[15-17],但也有研究表明,長期施用氮肥導(dǎo)致土壤酸化、土壤養(yǎng)分不均衡,進而顯著降低了紅壤[5]、黃棕壤[6]、東北黑土[18]和草甸草地土壤[19]中AOA和AOB的數(shù)量。另外,有研究發(fā)現(xiàn),施肥對土壤中AOA數(shù)量無明顯影響[20-21]。本研究中,長期施肥(N4處理除外)與不施肥相比,土壤AOA和AOB豐度均顯著降低,且M2N2處理AOA數(shù)量低于無機氮肥處理(N2和N4)。這進一步證實了在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,施肥對土壤氨氧化菌豐度的影響非常復(fù)雜,肥料種類、施肥方式和土壤類型等因素都會導(dǎo)致氨氧化微生物響應(yīng)的差異[14,22]。表4 土壤理化因子與氨氧化微生物多樣性指數(shù)的相關(guān)性系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between soil physicoche-mical properties and ammonia-oxidizing microbial diversity indices in soil 微生物Microbe 多樣性指數(shù)Diversity index NH4+-N NO3--N pH 硝化強度Nitrifying capacity AOB H -0.099 -0.032 -0.086 0.001 J 0.325 -0.087 -0.288 -0.122 S -0.041 -0.017 -0.043 0.006 lg amoA -0.473** -0.638** 0.216 -0.196 AOA H -0.256 -0.600** -0.089 -0.173 J -0.199 -0.29 0.124 -0.511** S -0.207 -0.559** -0.129 -0.109 lg amoA 0.145 -0.116 -0.478** -0.109 lg amoA為amoA基因拷貝數(shù)對數(shù)The lg number of amoA gene copies. **P<0.01.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]艾比湖濕地蘆葦根際土壤氨氧化古菌的多樣性和群落結(jié)構(gòu)[J]. 賀帥兵,胡文革,靳希桐,周婷婷,鐘鎮(zhèn)濤,王月娥.  微生物學(xué)報. 2019(08)
[2]不同施肥方式下土壤氨氧化細菌的群落特征[J]. 任靈玲,李秀玲,劉靈芝.  中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(中英文). 2019(01)
[3]長期定位施肥對中性紫色土硝化作用及氨氧化微生物的影響[J]. 趙普生,韓苗,熊子怡,郭濤.  中國土壤與肥料. 2018(05)
[4]長期不同施肥制度對水稻土氨氧化微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 楊亞東,宋潤科,趙杰,王培欣,許曉玲,曾昭海.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2018(11)
[5]長期施肥下我國農(nóng)田土壤微生物及氨氧化菌研究進展[J]. 王慧穎,徐明崗,馬想,段英華.  中國土壤與肥料. 2018(02)
[6]淹水水稻土中氨氧化古菌豐度和群落結(jié)構(gòu)演替特征[J]. 宋亞珩,王媛媛,李占明,王保莉,曲東.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[7]長期施肥土壤微生物群落的剖面變化及其與土壤性質(zhì)的關(guān)系[J]. 李晨華,張彩霞,唐立松,熊正琴,王保戰(zhàn),賈仲君,李彥.  微生物學(xué)報. 2014(03)
[8]長期施肥對黃棕壤性水稻土氨氧化細菌多樣性的影響[J]. 裴雪霞,周衛(wèi),梁國慶,孫靜文,王秀斌,李雙來.  植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2011(03)
[9]兩個水稻品種根際土壤細菌和氨氧化細菌的群落結(jié)構(gòu)差異[J]. 趙爽,胡江,沈其榮.  土壤學(xué)報. 2010(05)
[10]施肥與覆膜對棕壤Olsen-P剖面分布及動態(tài)變化的影響[J]. 史文嬌,汪景寬,祝鳳春,高中超.  植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2007(02)



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