低氮胁迫下有机无机肥配施对小麦根际土壤氮矿化和微生物群落结构的影响

受天气和劳动力限制,小麦拔节肥不能及时施入时有发生。有机无机肥配合施用有较长的养分供应期,但能否缓解小麦拔节期低氮胁迫仍不清楚。本研究利用real-time PCR、16S rRNA和ITS测序技术,分析推迟拔节肥下有机无机肥配比对土壤微生物群落结构的影响,探究微生物群落结构和根际氮矿化的关系,为小麦高效栽培提供科学依据。本研究依托于有机无机配比定位试验,共设置4个处理：单施化肥(T1)、15%、30%和45%羊粪配施化肥(T2、T3和T4)。施拔节肥前一天进行土壤样品采集(拔节肥推迟20天施入),测定根际土壤氮矿化势,细菌和真菌丰度、多样性和群落结构等指标。结果表明：与单施化肥相比,有机无机配施处理能显著提高根际土壤氮矿化势,T2、T3和T4处理分别是单施化肥处理的2.0、1.7和2.2倍;各处理根际土壤细菌丰度无显著差异,配施有机肥降低了真菌丰度;与单施化肥相比,T2、T3和T4处理细菌的Chao1指数分别显著增加了5.1%、7.0%和8.6%;真菌Shannon指数随有机肥配施比例增加呈降低趋势,与T2处理相比,T4处理真菌的Shannon指数显著降低18.9%。相关分析表明,氮...     

施肥对旱地花生主要土壤肥力指标及产量的影响

大田条件下,研究了纯无机肥及不同用量有机-无机配施对旱地砂壤土花生土壤微生物种群及数量、土壤主要酶活性、土壤呼吸速率及产量的影响,结果表明:(1)土壤中细菌、放线菌和真菌数量随有机无机肥配施数量的增加而增加;单施无机复合肥对微生物数量的增加不明显,中量有机无机肥配施比单纯施中量无机肥处理的细菌、放线菌和真菌数量全生育期平均值分别提高114.9％、49.0％和29.0％.(2)施肥可以显著提高土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤呼吸速率,其中有机无机中、高量配施显著高于其他处理,中量纯无机肥(农民常规施肥)相近于或低于(尤其在生育后期)低量有机无机肥配施;施肥对土壤过氧化氢酶活性的影响小于其余3种酶.(3)不同类群土壤微生物数量、土壤主要酶活性及土壤呼吸作用关系密切,相互间相关系数均达到极显著水平.(4)有机无机中、高量配施花生产量显著高于其他处理,中量无机肥加中量有机肥比中量纯无机肥增产14.0％,表明在砂壤土上施用有机肥,其对土壤肥力提高的增产作用远远大于其本身所含花生生育所需营养直接供应作用.(5)兼顾土壤肥力和花生产量,肥力中等的砂壤土,可采用中量有机无机肥混配施用.     

紫色土坡耕地C、P与微生物生物量C、P对不同施肥的响应

分析了长期不同施肥处理下紫色土坡耕地土壤碳(C)、磷(P)与微生物生物量C(MBC)、P(MBP)的变化及其耦合特征.结果表明:农家肥或秸秆配施无机肥(包括N、NP和NPK)处理下紫色土坡耕地土壤总有机碳(TOC)变化范围为90.8~100.8 g·kg-1,高于单施氮肥处理的62.2 g·kg-1;农家肥与无机肥配施处理下土壤总磷(TP)变化范围为0.65~0.84g·kg-1,而秸秆与无机肥配施处理下土壤TP仅为农家肥与无机肥配施的23%~38%;单施氮肥处理下MBP显著小于农家肥和秸秆与无机肥配施处理;农家肥和秸秆配施无机肥处理下MBC/MBP在5~26,TOC/TP分别在92~137和296~653,而单一氮肥处理下MBC/MBP和TOC/TP分别高达59和2000.表明农家肥和无机肥配施更有利于增加土壤P的有效性,提高土壤供P潜力.     

施肥方式对干旱半干旱地区土壤氨氧化微生物数量和群落的影响

氨氧化是硝化作用的限速步骤,也是评估土壤氮循环和提高氮肥利用效率的重要指标。以内蒙古农牧业科学院旱作实验站长期定位实验为基础,通过实时荧光定量PCR和末端限制性片段长度多态性分析,研究了5种施肥方式（单施氮肥、单施有机肥、氮磷钾配施、有机无机配施和不施肥）对土壤氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）群落丰度、结构和活性的影响。结果表明：单施氮肥、氮磷钾肥配施以及有机无机肥配施均能显著提高AOB的丰度以及土壤硝化潜势。Nitrosospiria cluster 3a.1是不施肥土壤中主要的AOB种群,而施用氮肥后优势种群转变为Nitrosospiria cluster 3a.2。Nitrosospiria cluster 3b的比例在施用有机肥处理土壤中显著升高。在干旱半干旱地区,土壤pH和含水量是解释AOB群落结构变化的关键环境因子。AOA的丰度在单独施用氮肥处理中显著升高,但不同施肥方式对AOA的群落结构没有显著影响。     

绿肥配施氮肥对岩溶区稻田土壤微生物群落的影响

绿肥参与耕作改制是土壤培肥及作物增产的有效措施,对土壤微生物群落结构及多样性的影响至关重要。【目的】研究绿肥配施氮肥对岩溶区稻田土壤微生物群落结构的影响,阐明微生物、土壤生态环境因子及作物产量的相互关系,为岩溶稻区绿肥替代氮肥提供理论依据和数据支撑。【方法】以典型岩溶稻田土壤为研究对象,设置冬闲+不施氮肥(CK)、冬闲+氮肥(N)、绿肥+不施氮肥(M)、绿肥+氮肥(MN) 4个处理,通过3年田间定位试验,对土壤微生物进行高通量测序,解析不同施肥处理对细菌和真菌群落的影响。【结果】与CK相比,MN处理显著提高了早稻产量,提升了土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量,降低了速效磷含量。MN处理显著提高细菌群落丰富度及多样性,而真菌群落丰富度和多样性在MN处理有降低趋势。岩溶稻田土壤优势细菌类群主要为Chloroflexi、Proteobacteria和Acidobacteria等,优势真菌类群主要为Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota等。冗余分析(RDA)结果表明,土壤速效钾是影响土壤细菌群落组成的关键环境因子。共现网络分析结果表明,细菌-真菌群落交互关系主...     

长期施肥对黄土旱塬农田土壤微生物丰度的影响

以长武黄土高原农业生态试验站的长期定位试验为平台,通过荧光实时定量PCR (real-time PCR) 技术,研究不同施肥制度下的黄土旱塬农田土壤微生物群落丰度,揭示长期不同施肥制度对土壤微生物群落的影响规律.结果表明: 单施化肥处理细菌数量较CK裸地增加21％,古菌增加32％;化肥配施有机肥处理细菌数量增加37％,古菌数量增加36％.化肥配施有机肥处理显著增加了土壤细菌和古菌的丰度.30年长期施氮肥处理导致氨氧化细菌(AOB)的增幅达7.13倍,而氨氧化古菌(AOA)的增幅仅为0.2倍.AOB对施肥的响应程度较高,尤其是对氮肥具有较高的敏感性.与单施氮肥和氮肥混施有机肥处理相比,施磷肥处理显著增加了固氮酶铁蛋白和甲烷氧化菌含量,撂荒地的固氮酶铁蛋白、亚硝酸还原酶和甲烷氧化菌含量显著高于耕作土壤.结合土壤基本理化性质的相关性分析结果,pH、全氮和有机碳含量是影响土壤微生物群落丰度的重要因子.总之,长期施肥显著改变了黄土旱塬农田土壤各微生物丰度,不同施肥模式、耕作方式对微生物群落丰度具有显著影响.     

黄泥田土壤真菌群落结构和功能类群组成对施肥的响应

研究长期不同施肥黄泥田土壤真菌群落组成和功能特性,深入认识真菌对不同施肥的响应机理,可以为合理施肥和保证农田土壤健康发展提供科学依据.设置不施肥(CK)、单施无机肥(NPK)、无机肥配施农家肥(NPKM)、无机肥加秸秆还田(NPKS)4个处理,采用Illumina高通量测序和FUNGuild对不同施肥处理下黄泥田土壤真菌群落结构和功能群进行分析.结果表明:从门水平上看,土壤真菌群落主要由子囊菌、担子菌和接合菌构成,且以子囊菌为主(47%~74%).NPKM和NPKS处理中子囊菌的相对丰度分别为49%和47%,显著低于CK(71%)和NPK(74%)处理,从目水平上看,减少的主要为肉座菌、格孢腔菌和散囊菌.NPKM和NPKS处理担子菌相对丰度分别为18%和28%,高于CK(14%)和NPK(10%)处理,从目水平上看,增加的主要为银耳菌、糙孢伏革菌和伞菌.与CK相比,单施无机肥降低了担子菌含量.不同施肥处理均在一定程度上增加了接合菌门的丰度,从目水平看,以内囊霉菌和粪蛙霉菌为主.NPK处理真菌α多样性指数显著低于其他处理,NPKM和NPKS处理的丰富度指数(Chao1和ACE)高于CK和NPK处理.不同处理之间真菌的营养类型以腐生营养型为主(48%~57%),NPKM和NPKS处理的共生营养型真菌相对丰度为17%,显著高于CK和NPK处理,增加的以丛枝菌根真菌、外生菌根真菌为主.NPK处理动物病原菌含量(10%)显著高于其他处理.冗余分析(RDA)结果表明,土壤含水量、孔隙度和盐度是影响真菌群落结构和功能类群组成的主要因子,其次为有机质和总氮.长期单施无机肥降低真菌种群多样性,增加致病菌含量,不利于土壤健康,而有机无机肥配施可在一定程度上提高真菌种群丰富度指数和共生真菌比例,有利于保持黄泥田稻田土壤健康的生态环境和真菌群落的多样性.     

长期不同施肥对番茄根际土壤微生物功能多样性的影响

研究长期定位施肥对番茄根际土壤微生物群落功能多样性的影响,旨在为番茄根际生态过程中的调控提供科学依据和理论指导。以沈阳农业大学长期定位施肥基地的番茄根际土壤为研究对象,采用Biolog-ECO微平板法,分析了11个处理:N(单施氮肥)、K(单施钾肥)、P(单施磷肥)、NP(氮磷肥配施)、NPK(氮磷钾肥配施)、MN(有机肥配施氮肥)、MK(有机肥配施钾肥)、MP(有机肥配施磷肥)、MNP(有机肥配施氮磷肥)、MNPK(有机肥配施氮磷钾肥)、对照CK(不施肥)的土壤微生物群落功能多样性。结果表明:(1)配施有机肥能够显著提高土壤有机质、速效磷、速效钾和碱解氮的含量,氮肥的施入会降低根际土壤的pH,各处理间土壤理化性质的差异显著;(2)配施有机肥可以增强番茄根际土壤微生物对碳源的利用能力,提高微生物群落功能多样性,其中,MNP处理微生物对碳源利用能力最强,微生物活性最高。具体表现为:(1)长期施肥改变了土壤微生物对碳源的利用能力。配施有机肥处理的土壤微生物对6类碳源的总利用能力高于单施化肥处理,以MNP优势最明显;(2)在6类碳源中,氨基酸类碳源利用能力最强,酚酸类碳源利用能力最弱;(3)主成分分析表明,31种碳源对PC1贡献较大的有12种,对PC2贡献较大的有8种;(4)施加肥料的处理的Shannon指数、丰富度指数和优势度指数均高于不施肥的处理,但其均匀度下降。有机肥配施氮磷肥处理的Shannon指数、丰富度指数均显著高于其他处理。综合所有结果,以MNP的施肥较果最佳,能够呈现较高的根际土壤微生物功能多样性。     

长期咸水滴灌棉田土壤微生物活性及群落功能多样性

通过田间试验研究不同灌溉水矿化度和施氮量对土壤微生物数量、土壤呼吸及土壤微生物群落功能多样性的影响。试验设置3种灌溉水矿化度(电导率,EC1∶5)分别为0.35、4.61和8.04 d S·m-1(分别代表淡水、微咸水和咸水);同时,设置4个施氮水平:0、240、360和480 kg N·hm-2。结果表明:细菌数量随灌溉水矿化度的增加呈先增加后降低的趋势,施用氮肥可增加细菌数量,但当氮肥用量超过240 kg·hm-2后,细菌数量显著降低;真菌和放线菌数量随灌溉水矿化度的增加而增加,与不施氮相比,施用氮肥显著降低放线菌数量;淡水处理细菌/真菌显著大于微咸水和咸水处理,分别较微咸水和咸水处理高29%和86%,细菌/真菌在240 kg N·hm-2处理下最高;土壤呼吸随灌溉水矿化度的增加而显著降低,淡水处理分别较微咸水和咸水处理高12%和33%,土壤呼吸随施氮量的增加而增加,360和480 kg N·hm-2处理分别较不施氮处理增加48%和51%;AWCD值随灌溉水矿化度的增加而降低,淡水处理AWCD值分别较微咸水和咸水处理高3%和13%;灌溉水矿化度对丰富度指数、Shannon指数和Shannon均匀度指数无显著影响,但对Simpson指数影响显著,咸水处理Simpson指数最高,240 kg N·hm-2施氮处理土壤微生物群落多样性指数最高。因此,咸水灌溉显著影响土壤微生物数量和群落功能多样性,合理施用氮肥有助于保持土壤微生物活性和多样性。     

长期施肥对早稻产量和杂草群落的影响

利用1982年布置的双季稻红壤稻田长期施肥定位试验,于2011年研究了在无机肥(化肥NPK)与有机肥(M)氮磷钾养分等量条件下,长期施用有机肥、无机化肥和有机无机肥配施模式下早稻生长发育、早稻产量及稻田杂草群落变化。结果表明:施肥能促进早稻生长发育,显著提高早稻产量,增加施肥用量和均衡肥料及养分种类在一定程度上能促进早稻生长发育和稻谷增产;在施用有机肥的基础上,优先考虑施用氮肥,其次是磷肥,才能使红壤稻田早稻增产。施肥处理中,单施有机肥最能提高早稻杂草密度和促进早稻杂草生长,配施处理中,有机无机均衡配施最能促进早稻杂草生长,还能遏制恶性杂草繁殖;与单施有机肥或化肥相比较,有机无机肥配施能普遍降低早稻杂草群落多样性、优势度和均匀度,在施用有机肥的基础上,化肥尤其是化肥氮的施用对早稻杂草群落的多样性、优势杂草和均匀度起着决定性作用;早稻分蘖盛期杂草生物量一定程度上还能表征早稻稻谷产量。