收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

长期施肥对不同作物生产体系土壤团聚体中微生物群落的影响

郑春燕  
【摘要】:土壤在全球主要的生物地球化学循环中发挥着关键的作用,并为大量生物提供了居所。团聚体是土壤的基本结构单元,因此是生物地球化学循环过程的重要场所。微生物是土壤生态系统中最活跃的部分,它们的生命活动影响着土壤碳氮循环和土壤团聚结构的形成和稳定性。因此了解团聚体中微生物分布,对于理解这些生物地球化学过程具有重要的意义。本文以华北平原长期定位试验平台,系统分析了不同作物生产体系下,长期施肥对土壤养分、全土微生物群落结构、团聚体碳氮浓度和微生物群落特征等的影响。本研究具体选取以下三组作物轮作体系试验:(1)温室蔬菜种植体系:有机温室和常规温室;(2)小麦-玉米轮作体系:有机肥、常规施肥、不施肥和自然恢复地;(3)不同作物种植模式体系:有机农田(苜蓿-小麦-苜蓿-玉米轮作)、常规农田(冬小麦套种夏玉米)、不施氮农田(小麦-玉米轮作)和自然恢复地。采用湿筛法获得3种粒径的团聚体:0.25 mm(大团聚体)、0.053-0.25mm(微团聚体)和0.053mm(粉粘粒)。同时采用实时荧光定量(qPCR)、末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)和克隆文库等分子生物学方法测定土壤微生物群落结构。研究结果表明:温室蔬菜生产体系中,施用有机肥可以改善土壤养分条件和团聚碳氮水平。与常规管理相比,有机管理下的团聚体有机碳和全氮浓度分别提高13-153%和30-146%。在两种管理下,有机碳和全氮浓度都随团聚体粒径的减小而降低,微团聚体组分对全土碳氮含量贡献率分别为42-65%和43-66%。与常规管理相比,有机管理可以提高团聚体中微生物数量,对微生物多样性的影响不显著。冗余分析表明,温室蔬菜生产条件下,微生物的分布受团聚体结构本身的影响。T-RFLP和克隆文库结果表明,细菌群落中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)在各级团聚体中均有发现,酸杆菌门(Acidobacteria)仅在微团聚体和粉粘粒组分中发现。真菌类群在大团聚体组分中较丰富,末端限制性片段257 bp(子囊菌门Ascomycota)及272和294 bp(接合菌门Zygomycota)在三个级别团聚体中均有发现。小麦-玉米轮作生产体系中,长期施有机肥可以改善土壤养分条件,而施用化肥仅提高土壤有效磷的含量。施肥处理(有机肥和化肥)对表层土壤团聚体中有机碳和全氮浓度影响存在差异。与不施肥对照相比,施有机肥处理对各级团聚体中碳氮浓度有显著的提高作用,施化肥处理提高微团聚体组分碳氮浓度而降低大团聚体和粉粘粒组分中碳氮浓度。在所有处理中,有机碳和全氮浓度与团聚体粒径大小成正比。冗余分析结果表明,团聚体重量直径、有机碳和全氮浓度和土壤微生物生物量呈正相关,这说明团聚体结构和碳氮水平影响着微生物的分布。各级别团聚体中微生物数量的分布与有机碳和全氮浓度规律相似,随团聚体粒径减小而降低。在长期施肥条件下,微生物在团聚体的分布存在差异。细菌群落中变形菌门(Proteobacteria)在大团聚体和微团聚体组分中分布较多,而拟杆菌门(Bacteroidetes)在微团聚体和粉粘粒组分中聚集。真菌群落在大团聚体组分与全土的组成相似,而在微团聚体和粉粘粒组分结构相似。在第三组实验中,作物种植模式对团聚体有机碳、全氮浓度和微生物群落结构产生不同影响。与不施氮肥处理相比,有机农田提高了各级团聚体中碳氮浓度,常规农田增加了粉粘粒组分中有机碳浓度和微团聚体与粉粘粒组分中全氮浓度。各处理团聚体中有机碳和全氮浓度随团聚体粒径减小而降低,微团聚体组分对全土有机碳和全氮含量贡献率分别为52-66%和52-69%。与不施氮肥农田相比,有机农田和常规农田均提高了全土细菌的数量和多样性,降低了真菌数量和多样性。冗余分析表明,有机碳和全氮浓度及有效磷含量促进了土壤真菌数量。各级土壤团聚体中的细菌群落在存在差异,其中变形菌门(Proteobacteria)主要在大团聚体中分布,而酸杆菌门(Acidobacteria)在微团聚体组分中较丰富。真菌在团聚体中分布主要受作物种植模式的影响,比如有机农田与常规农田对团聚体中真菌群落结构产生了显著差异。总之,不同作物生产体系中,长期施肥能够提高团聚体中有机碳和全氮浓度,对团聚体微生物群落结构产生影响,但对细菌和真菌的影响规律不同。细菌群落在团聚体中的分布受团聚体物理结构及碳氮水平的影响。真菌群落在团聚体中分布受种植作物种类及施肥的共同影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 唐益群;张晓晖;佘恬钰;杨坪;王建秀;;贵州石漠化地区棕黄色粘性土团聚体稳定性研究[J];工程地质学报;2009年06期
2 宋学宏;团聚体的观察[J];生物学教学;1982年03期
3 彭新华,张斌,赵其国;红壤侵蚀裸地植被恢复及土壤有机碳对团聚体稳定性的影响[J];生态学报;2003年10期
4 范春梅;廖超英;孙长忠;许喜明;刘恒柏;;黄土高原丘陵沟壑区放牧林草地团聚体水稳性的研究[J];中国农学通报;2005年11期
5 冷延慧;汪景宽;李双异;;长期施肥对黑土团聚体分布和碳储量变化的影响[J];生态学杂志;2008年12期
6 谢锦升;杨玉盛;陈光水;朱锦懋;曾宏达;杨智杰;;植被恢复对退化红壤团聚体稳定性及碳分布的影响[J];生态学报;2008年02期
7 荣井荣;钟文昭;刘燕;王玉刚;;干旱区长期施肥对土壤活性碳组分及团聚体的影响[J];生态学杂志;2013年10期
8 林培松;欧阳椿陶;尚志海;欧先交;曾兰华;;粤东北山区不同土地利用类型红壤团聚体及其有机碳分布特征[J];热带地理;2011年04期
9 王军光;李朝霞;蔡崇法;王玉华;张国彪;马仁明;;坡面流水力学参数对团聚体剥蚀程度的定量影响[J];水科学进展;2012年04期
10 安婷婷;汪景宽;李双异;于树;朱平;;施用有机肥对黑土团聚体有机碳的影响[J];应用生态学报;2008年02期
11 段正锋;傅瓦利;甄晓君;杜富芝;;岩溶区土壤有机碳和团聚体的关系研究——以重庆市中梁山岩溶槽谷为例[J];中国岩溶;2009年01期
12 魏亚伟;苏以荣;陈香碧;何寻阳;覃文更;韦国富;;人为干扰对喀斯特土壤团聚体及其有机碳稳定性的影响[J];应用生态学报;2011年04期
13 尹宁宁;王丽萍;;复垦基质中有机碳和丛植菌根真菌对团聚体形成的影响[J];河北师范大学学报(自然科学版);2014年05期
14 唐晓红;邵景安;高明;魏朝富;谢德体;潘根兴;;保护性耕作对紫色水稻土团聚体组成和有机碳储量的影响[J];应用生态学报;2007年05期
15 郭伟;史志华;陈利顶;李朝霞;闫峰陵;蔡崇法;;红壤表土团聚体粒径对坡面侵蚀过程的影响[J];生态学报;2007年06期
16 郝瑞军;李忠佩;车玉萍;方海兰;;好气与淹水条件下水稻土各粒级团聚体有机碳矿化量[J];应用生态学报;2008年09期
17 俞月凤;卢凌霄;杜虎;彭晚霞;曾馥平;宋同清;;不同类型森林石灰土的团聚体组成及其有机碳分布特征[J];西北植物学报;2013年05期
18 牛文静;李恋卿;潘根兴;宋祥云;李志鹏;刘晓雨;刘永卓;;太湖地区水稻土不同粒级团聚体中酶活性对长期施肥的响应[J];应用生态学报;2009年09期
19 刘希玉;王忠强;张心昱;徐丽丽;施瑶;孙晓敏;杨风亭;;施肥对红壤水稻土团聚体分布及其碳氮含量的影响[J];生态学报;2013年16期
20 毛艳玲;杨玉盛;邹双全;陈光水;王国强;;土地利用变化对亚热带山地红壤团聚体有机碳的影响[J];山地学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈辉;窦森;;长期施用玉米秸杆对黑土团聚体中腐殖质组成和性质的影响[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
2 关松;窦森;;培养条件下土壤腐殖质在黑土团聚体中的分布[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
3 窦森;郝翔翔;;黑土团聚体与颗粒中腐殖质组成的比较[A];面向未来的土壤科学(上册)——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年
4 胡乐宁;苏以荣;何寻阳;;桂西北喀斯特典型土壤的团聚体分级特征[A];农业环境与生态安全——第五届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2013年
5 于伟伟;王郦睿;张东亮;寇太记;苗艳芳;;臭氧污染对土壤物理结构与团聚体形成的影响[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2013年
6 史奕;鲁彩艳;陈欣;;不同利用方式下黑土团聚体水稳定性与有机质关系[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
7 刘彩霞;黄为一;;耐盐碱细菌筛选及对盐碱土团聚体形成和土壤活性的影响[A];中国土壤学会第十一届全国会员代表大会暨第七届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集(中)[C];2008年
8 郝翔翔;窦森;;不同土地利用方式下黑土团聚体及其腐殖质数量特征[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
9 史奕;陈欣;宋玉芳;沈善敏;;黑土轻组分C的积累分布变化及其与团聚体水稳性的关系[A];中国土地资源态势与持续利用研究[C];2004年
10 李凯;窦森;;施肥对土壤不同粒级团聚体中胡敏素数量和红外光谱的影响[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 裴久渤;玉米秸秆碳在东北旱田土壤中的转化与固定[D];沈阳农业大学;2015年
2 胡五龙;基于孔隙尺度模拟的土壤中流体运移研究[D];兰州大学;2015年
3 郑春燕;长期施肥对不同作物生产体系土壤团聚体中微生物群落的影响[D];中国农业大学;2016年
4 王芳;水稻土团聚体颗粒组对外源污染物(镉、铜和菲)的吸附—解吸特性研究[D];南京农业大学;2008年
5 马仁明;降雨条件下鄂南几个红壤团聚体破碎特征及坡面侵蚀响应研究[D];华中农业大学;2015年
6 冷延慧;长期施肥对棕壤、黑土团聚体组成及其稳定性的影响[D];沈阳农业大学;2008年
7 柴彦君;灌漠土团聚体稳定性及其固碳机制研究[D];中国农业科学院;2014年
8 闫峰陵;红壤表土团聚体稳定性特征及其对坡面侵蚀过程的影响[D];华中农业大学;2008年
9 王军光;集中水流内典型红壤分离机制及团聚体剥蚀特征研究[D];华中农业大学;2013年
10 杨伟;典型红壤团聚体力稳性及其与坡面侵蚀的关系[D];华中农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢旭明;长期施肥对土壤团聚体组成及其主要养分赋存特征的影响[D];沈阳农业大学;2015年
2 黄金花;秸秆还田对长期连作棉田土壤团聚体结构及有机碳稳定性的影响[D];石河子大学;2015年
3 薛彦飞;不同土壤管理措施对塿土团聚体胶结剂的影响[D];西北农林科技大学;2015年
4 刘威;连续秸秆还田对土壤结构性、养分和有机碳组分的影响[D];华中农业大学;2015年
5 田伟智;锆酸钐粉体特性对涂层组织与性能的影响研究[D];北京理工大学;2015年
6 陈升龙;黑土团聚体的孔隙结构特征与有机碳矿化的关系研究[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2015年
7 高淑青;不同温度和水分培养对黑土有机碳含量及组成的影响[D];吉林农业大学;2015年
8 隋雨含;秸秆焚烧对土壤有机质及团聚体组成的影响研究[D];吉林农业大学;2015年
9 薛文;长期施肥对塿土团聚作用及其碳、氮在团聚体中分布的影响[D];西北农林科技大学;2015年
10 朱刘兵;有机物料与化肥配施对黄褐土理化性状和小麦/玉米产量的影响[D];河南农业大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978