长期不同施肥条件下太湖地区水稻土团聚体颗粒组的细菌、真菌多样性研究

摘要

微生物是土壤生态系统中的重要生物组成部分,是土壤有机物循环和利用的主要驱动力。土壤团聚体是由矿物质、有机质和生物质相互作用形成重要的土壤结构体,不同团聚体中养分分配、通气和水分等特性均存在很大差别,这种土壤微域生境的差异直接影响其中的微生物群落组成和物质能量的转化功能。因此,从团聚体角度研究土壤微生物的群落多样性和功能的分异,能够更加客观的反映土壤环境中的微生物过程。土壤团聚体中的微生物受土壤类型、质地、矿物质以及耕作措施等因素的影响,而长期不同的施肥措施对土壤团聚体中微生物的群落及其多样性影响的研究还较少。因此,本文以太湖地区水稻土长期肥料试验田为研究对象,采用低能量超声波物理分散法分离土壤团聚体,研究长期不同施肥处理下(化肥与秸秆配施、化肥与猪粪配施、单施化肥和不施肥)原状土及不同粒径团聚体细菌、真菌的微生物群落组成和多样性差异,以期为探讨农田管理措施对土壤微域环境的生物学过程提供理论依据。主要研究结果如下:
　　 1、长期不同施肥处理中,施用秸秆显著提高水稻土土壤有机碳和全氮的含量。各团聚体粒组土壤有机碳和全氮的含量呈双峰趋势,在2000-200μm和＜2μ m粒组中含量较高,有机肥和化肥配合施用显著提高以上两粒组的有机碳和全氮的含量,其中秸秆还田与化肥配施高于猪粪。
　　 2、微生物群落磷脂脂肪酸(PLFA)测定结果表明,有机肥和化肥配合施用显著提高土壤PLFA总量。团聚体中＜2μm的粒组PLFA总量较高,施用秸秆和猪粪则显著提高2000-200μm粒组的PLFA总量,化肥的施用显著降低该粒组中PLFA总量,而施肥对其他粒组PLFA总含量没有显著改变。
　　 3、不同团聚体粒组细菌和真菌的PLFA结果显示,秸秆还田显著提高土壤真菌、细菌的数量。有机肥配施化肥显著提高土壤真菌的生物量以及真菌和细菌的比例。不同粒组间相比较,＜2μm粒组中细菌PLFA含量最高,猪粪、秸秆和化肥配施可提高2000-20μm粒组细菌和2000-200μ m粒组真菌的PLFA含量,但＜2μm粒组细菌的PLFA含量受施肥措施的影响较小。由此可见,2000-200μm粒组是对施肥措施最为敏感的粒组。
　　 4、PCR-DGGE结果表明,长期施用化肥显著减低细菌多样性,化肥和有机肥配施使土壤细菌多样性显著提高,而不同肥料的施用对土壤真菌多样性的影响不明显。不同团聚体粒组比较,细菌以20-2μm粒组细菌多样性指数最低,2000-200μm和＜2μm粒组细菌多样性指数较高,施用化肥显著降低200-20μm粒组细菌多样性。真菌多样性则表现为2000-200μm粒组较高,＜2μm居中,200-20μm与20-2μm粒组则相对较低,团聚体粒组间微生物多样性差异大于施肥措施对其的影响。