长期施肥对新疆灰漠土土壤微生物群落结构与功能多样性的影响

摘要

以20a新疆国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期定位试验为平台,采用常规培养法,结合Biolog技术对可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行测定分析,研究撂荒(CK0)、耕作不施肥(CK)、不同化肥(N、NK、NP、PK、NPK)、化肥配施低量高量有机肥(NPKM1和NPKM2)和秸秆还田(NPKS)等10种处理土壤微生物特征,揭示长期施肥对土壤微生物群落结构与功能多样性的影响.结果表明:(1)可培养微生物:与CK处理相比,CK0处理显著提高了细菌、放线菌和真菌的数量(P＜0.05),NPKS处理微生物数量则显著降低(P＜0.05);不同化肥处理的细菌(除PK处理外)、放线菌(除PK和N处理外)数量也有所增加,增幅在8.14％-135.70％和15.30％-44.78％之间;真菌数量(除NK处理外)则有一定幅度的降低;NPKM1和NPKM2处理,微生物数量最高,细菌分别增加了162.20％和173.75％,放线菌增加了34.39％和39.37％,真菌增加了63.33％和488.33％;(2)生理菌群:与CK0相比,CK处理显著提高了自生固氮菌和亚硝化细菌数量(P＜0.05),显著降低了氨化细菌和纤维素分解菌数量(P＜0.05);与CK相比,NPKM1和NPKM2处理显著提高土壤中与氮素转化有关的生理菌群数量(P＜0.05),不同化肥处理和NPKS处理的影响不相同,NPK处理显著高于其余处理(P＜0.05);(3)微生物碳源利用:微生物活性表现为NK、NPKM1、NPKM2＞N、NPK、CK＞PK、NPKS＞CK0、NP;CK0处理3个多样性指数以及NPKM1、NPKM2和NK处理Shannon (H)指数最高,其余施肥处理差异不显著;糖类、氨基酸类、羧酸类和胺类是微生物利用的主要碳源.(4)聚类分析表明,除NP处理外,施氮处理土壤有较为相似的碳源利用,细菌和真菌与养分之间有较好的相关性,可培养微生物和生理菌群与微生物碳源利用的相关性较差.因此,长期不同施肥对新疆灰漠土土壤微生物群落结构和功能多样性产生了显著的影响,长期耕作不施肥降低了土壤微生物群落结构和功能多样性,不同化肥配合施用对微生物群落的影响不同,NPK及NPK配施有机肥可提高土壤微生物多样性.