本文關(guān)鍵詞：稻—稻—綠肥長期輪作對水稻土壤及根系細菌群落的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國農(nóng)業(yè)科學院》 2015年

稻—稻—綠肥長期輪作對水稻土壤及根系細菌群落的影響

王秀呈  

【摘要】：綠肥是保持并提高土壤肥力和質(zhì)量的有效措施之一,同時集作物輪作、施用有機肥優(yōu)點于一體,在環(huán)境問題日益突出的今天,推廣綠肥對于保護生態(tài)環(huán)境、減少化肥用量、提高土壤健康等具有重要意義。目前對綠肥輪作相關(guān)的基礎(chǔ)研究較為薄弱,成為限制其推廣的因素之一。雖然已有綠肥對土壤微生物影響的相關(guān)報道,但由于方法和技術(shù)所限,研究不夠系統(tǒng)深入,特別是綠肥對后茬作物根際微生物影響的研究尚屬空白。本課題擬以湖南祁陽農(nóng)田系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站具有30年長期定位歷史的稻-稻-綠肥(GM)【豆科植物紫云英(MV)、禾本科植物黑麥草(RG)和十字花科植物油菜(RP)】及稻-稻-冬閑輪作(WF)水稻根系統(tǒng)為材料,采用基于16S rRNA Illumina Miseq測序、Q-PCR、DGGE等方法并結(jié)合土壤的生化指標,研究不同綠肥輪作對稻田散土、水稻根際土和水稻根內(nèi)生細菌群落結(jié)構(gòu)及組成的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)稻田散土、水稻根際土和水稻根內(nèi)生細菌的群落結(jié)構(gòu)與組成存在顯著差異。稻田散土的微生物多樣性明顯高于根際土和水稻根,且施加綠肥會增大這種差距。在微生物組成上,Proteobacteria是所有樣品的優(yōu)勢種群。在屬的分類水平上,稻田散土中含量比較高的一些種群,如Gemmatimonas、Janthinobacterium以及Acidobacteria等,在水稻根內(nèi)卻很低;相反,在水稻根內(nèi)含量很高的種群如Anaeromyxobacter、Pantoea、Burkholderia等,但在稻田散土中含量卻很低;而根際土則表現(xiàn)出對Pseudomonas、Clostridium、Acinetobacter明顯的富集作用。(2)綠肥降低了水稻根際土細菌的多樣性和均一性,但增加了細菌的基因拷貝數(shù)。不同綠肥處理之間差異不明顯。同時綠肥還改變了根際土細菌的主要類群,冬閑處理組的主要類群是Firmicutes,而綠肥處理組的主要類群則屬Poteobacteria。CCA結(jié)果表明綠肥處理組的細菌群落結(jié)構(gòu)明顯不同于冬閑處理組,但綠肥的種類對其影響不大。另外,綠肥處理組細菌的落結(jié)構(gòu)與土壤有機質(zhì)、有效磷含量以及固氮酶活性有很好的相關(guān)性。(3)不同綠肥對水稻根內(nèi)生菌多樣性的影響并不一致,但都沒有達到顯著差異水平。16S rDNA的定量PCR結(jié)果表明應(yīng)用綠肥能夠顯著提高水稻根內(nèi)生菌的數(shù)量,尤其是紫云英綠肥和黑麥草綠肥。在微生物組成上,紫云英綠肥促進了水稻根對Burkholderia和Pseudomonas富集作用,占到其總類群的30%。(4)綠肥顯著提高了土壤的pH值和有機質(zhì)含量,增強了固氮酶活性,但不同綠肥處理之間差異不顯著。且綠肥對土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)無顯著影響。另外,我們還發(fā)現(xiàn)在紫云英處理組中,Pseudomonadales、Burkholderiales在稻田散土中的比例明顯低于其他處理,但在根內(nèi)生菌中含量卻明顯高于其他處理。(5)應(yīng)用綠肥顯著增加了水稻根際土固氮菌nifH基因拷貝數(shù),但在稻田散土和水稻根內(nèi),只有紫云英組和黑麥草組的nifH基因拷貝數(shù)有所增加,油菜組反而降低。DGGE電泳圖譜顯示,黑麥草處理組的條帶數(shù)最多,紫云英次之,然后是冬閑組,油菜組最少。由此可以說明不同綠肥對水稻根系固氮菌的影響各有不同。在水稻根內(nèi)Burkholderia kururiensis和Rhodopseudomonas spp.共同存在于所有樣品中,而Agromonas oligotrophica則只存在于綠肥組的水稻根內(nèi)。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S511;S55;S154.3
【目錄】：

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本文編號：200301