长期氮磷配施对褐土细菌多样性及土壤酶活性的影响

摘要

为探明不同氮磷化肥配施对土壤细菌群落结构和酶活性的影响,以山西寿阳褐土长期施肥定位试验为依托,选择5个施肥处理:CK(不施肥)、N_(1)P_(1)(N:60 kg·hm^(-2);P:37.5 kg·hm^(-2))、N_(2)P_(2)(N:120 kg·hm^(-2);P:75 kg·hm^(-2))、N_(3)P_(3)(N:180 kg·hm^(-2);P:112.5 kg·hm^(-2))和N_(4)P_(4)(N:240 kg·hm^(-2);P:150.0 kg·hm^(-2)),采集玉米收获后耕层(0~20 cm)土样,通过Illumina HiSeq高通量测序技术,对土壤细菌16S rRNA的V3-V4区进行测序;采用比色法测定土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性,分析细菌群落结构与土壤酶活性之间的相关性。结果表明,4个氮磷配施处理均提高了土壤养分及玉米产量。与CK相比,N1P1、N2P2、N3P3和N4P4处理中,碱解氮、有效磷、有机质及玉米产量的增加率分别为3.3%~60.9%,120.1%~862.6%,7.9%~18.4%和63.9%~86.1%。随着氮磷施用量的增加,细菌α-多样性在N1P1处理中达到最高,之后呈现下降趋势;β-多样性分析发现,不同氮磷配施显著影响细菌群落结构。RDA分析表明,土壤有效磷和全氮对细菌群落结构差异的贡献率最大。随着氮磷施用量的增加,脲酶活性逐渐升高,碱性磷酸酶和蔗糖酶的活性呈现降低趋势。因此,化肥施用过量,不利于土壤中细菌多样性及土壤酶活性的维持和提高。