贵州武陵片区不同种植年限设施菜地土壤微生物群落的结构和功能多样性

摘要

为了解设施菜地土壤质量状况,以贵州武陵片区设施菜地土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)和Biolog-Eco微平板法研究不同种植年限(3、5、7 a)及露天菜地(CK)土壤微生物群落结构和功能多样性的变化及其与土壤质量之间的关系,为探讨土壤质量退化的微生物机制提供科学依据.结果表明,随设施蔬菜种植年限延长,土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量逐渐积累,土壤酸化明显.种植年限3 a的设施菜地土壤微生物量碳、氮含量均最高,分别比CK提高了74.51％、4.17％.随设施蔬菜种植年限延长,土壤真菌总量增加,细菌/真菌逐渐下降,土壤稳定性变差.层次聚类和主成分分析(PCA)结果表明,种植年限对土壤微生物群落结构产生显著影响,3 a、CK分别与5、7 a土壤微生物群落结构差异较大.3 a的土壤平均颜色变化率(AWCD)和微生物功能多样性指数(香农指数、辛普森指数和均匀度指数)均高于其他处理.土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类、碳水化合物类,种植年限3 a对各类碳源利用能力均最强.土壤pH值、有机碳含量、全氮含量、C/N是土壤微生物群落结构和微生物代谢的主要影响因素.可见,设施蔬菜种植3 a后,土壤微生物群落结构和功能多样性发生显著变化,土壤微生态逐渐失衡,不利于设施菜地土壤的高效持续利用.