长期定位施肥对石灰性紫色土真菌特性的影响

摘要

本文以四川省农业与科学研究院土壤与肥料研究所于1982年在石灰性紫色水稻土上建立的氮磷钾长期肥料定位试验为研究平台，研究了不同施肥制度对土壤理化性质、土壤中真菌的数量、生物量以及遗传特性等方面的影响。特别研究了不同施肥方式对土壤真菌中的丛枝菌根真菌数量、表型多样性和遗传多样性的影响。结果总结如下：
　　 经过20多年的定位施肥，土壤的pH值有所下降，8种施肥处理的土壤pH值介于7.50-8.24之间。相对于无机肥料处理而言，无机肥配施农家肥能够增加土壤中的有机质、有机氮和有机磷，而对土壤全氮的影响并不明显，对有效钾的影响也较少。NPK肥或NPK配施有机肥，土壤的有机质、速效氮、速效磷、速效钾等的肥力指标均可达到较高的水平，而N、NP、M、MN、MPN处理下，土壤的营养元素含量相对较低。
　　 长期定位施肥后土壤真菌的数量和生物量表明：与对照组的无肥处理相比，施肥能增加真菌的数量和生物量。其中农家肥的施用比单独施用无机肥真菌的数量和生物量增加的更多；8种施肥处理中，长期氮磷化肥与有机肥配合施用处理(NPM)的土壤真菌数量和生物量最高。以对照组的无肥处理(CK)中真菌数量和生物量最低。
　　 对真菌的DGGE图谱分析表明，不同施肥制度处理下土壤真菌群落结构有一定的变化。总体而言，以对照组的无肥处理(CK)的DGGE图谱条带数量最少，颜色最浅，表明多样性指数最低。N、P、K等无机肥料配合施用以及农家肥配合施用无机肥料均能够增加土壤真菌多样性，特别是农家肥的处理，会使DGGE图谱中的某些特异条代颜色增加，浓度提高，说明农家肥会增加土壤中某些特异真菌种群的数量。
　　 对长期施肥后石灰性紫色土土壤中AMF的分析结果中，共鉴定出17种AMF,其中球囊霉属(Glomus)12种，占已分离种数的70.5％，具有明显的优势，属于优势属。还分离出无梗囊霉属(Acaulospora)3种，占17.6％，原囊霉属(Archaeospora)和内养囊霉属（Entrophospora）各1种，各占5.9％。在研究AMF对宿主的侵染情况时，发现其对宿主的侵染情况都不高，无论是小麦种植土还是水稻种植土，侵染率最高的都是作为对照组的无肥处理(CK)，在添加了磷肥的各种处理中(NP、NPK、MNP、MNPK)，其侵染率都很低甚至没有侵染。从AMF的表型多样性指数中可以看出，小麦种植土根围种的丰度和孢子密度均高于水稻种植土，添加了磷肥的各种处理其多样性指数均低于没有添加磷肥的处理，说明土壤中的速效磷直接影响到AMF的生长发育和对宿主植物的接种效应。
　　 AMF的DGGE图谱分析表明，8种施肥处理中，N肥处理下的AMF多样性指数最高，农家肥配合施加无机肥时，多样性指数反而下降；聚类分析表明土壤在水稻种植土中，供试8种施肥处理土壤样品在0.53的水平上共分为四个群，N、CK、NM、NPKM和M为一个群；NP、NPK和NPM分别单独聚成另外三个群。在小麦种植土中的聚类分析显示8种施肥处理土壤也被分为三个族群；N、NM、NP、NPKM、NPM和M为一个群；NPK为第二族群；CK(无肥)独立为第三个族群。

目录

文摘

英文文摘

前言

1 文献综述

1.1 长期肥料试验研究

1.1.1 国外长期肥料试验研究

1.1.2 我国长期肥料试验研究

1.2 土壤真菌多样性的研究

1.2.1 土壤真菌的物种多样性研究

1.2.2 施肥对土壤真菌表型多样性的影响

1.2.3 施肥对土壤真菌生物量的影响

1.2.4 施肥对土壤真菌群落结构的影响

1.2.5 丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF)的研究

2 立题目的意义及技术路线

2.1 目的意义

2.2 技术路线

3 材料与方法

3.1 研究区域概况

3.2 土样采集与预处理

3.3 土壤理化性质的测定

3.4 土壤真菌数量分析

3.5 对分离出的真菌进行鉴定

3.6 土壤真菌生物量分析

3.7 AMF多样性研究

3.7.1 AMF的加富培养

3.7.2 孢子分离与鉴定

3.7.3 AMF多样性指数测定

3.7.4 寄主根系丛枝菌根真菌侵染率的测定。

3.8 土壤真菌和丛枝菌根真菌群落结构的PCR-DGGE分析

3.8.1 土壤总DNA提取

3.8.2 18S rDNA的PCR扩增

3.8.3 PCR产物的变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析

3.8.4 染色

3.9 数据处理

4 结果与分析

4.1 土壤主要理化性质

4.2 长期不同施肥对石灰性紫色土可培养真菌数量的影响

4.3 鉴定出的真菌种类

4.3.1 各属的分类特征描述

4.3.2 频度

4.4 长期不同施肥对石灰性紫色土可培养真菌生物量的影响

4.4.1 麦角甾醇标样的色谱图

4.4.2 麦角甾醇标准曲线

4.4.3 长期不同施肥处理对土壤真菌生物量的影响

4.5 长期不同施肥处理对土壤真菌群落结构的影响

4.5.1 真菌18SrDNA的DGG指纹图谱分析

4.5.2 真菌群落结构的多样性分析

4.5.3 真菌群落多样性的聚类分析

4.6 长期不同施肥处理对石灰性紫色土壤中AMF的影响

4.6.1 长期定位施肥对AMF侵染状况的影响

4.6.2 长期定位施肥土壤中AMF真菌的多样性

4.6.3 长期定位施肥对石灰性紫色土AMF群落结构的影响

5 结论与讨论

参考文献

致谢

附图