土壤性质塑造秸秆分解微生物群落影响秸秆碳氮转化特征

文献类型： 中文期刊

第一作者： 王雅娴

作者： 王雅娴;郭腾飞;樊姝言;王宜伦;张银杰;张倩

作者机构：

关键词： 土壤类型;秸秆分解微生物;群落演替;胞外酶活性;稳定同位素核酸探针

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2025 年 31 卷 008 期

页码： 1467-1481

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】明确不同土壤类型中秸秆分解微生物的关键特征，揭示其时间演替规律，可为充分挖掘秸秆分解功能微生物、靶向提高不同农田秸秆资源利用效率提供理论依据。【方法】以华北平原典型褐土和砂姜黑土为供试土壤，开展微宇宙培养试验。分别将粉碎后的13C和12C标记玉米秸秆与鲜土按500 mg∶100 g（折合干重）混合，25℃黑暗条件下于广口瓶中培养60天。分别于培养第7、30和60天破坏性采集土壤样品，结合荧光酶检测、稳定同位素核酸探针技术与高通量测序等，分析13C、12C秸秆添加下土壤可溶性碳氮含量和胞外酶活性，秸秆分解细菌和真菌群落多样性及关键物种差异规律。【结果】秸秆添加快速提高土壤可溶性有机碳含量，之后随培养时间延长逐渐降低，可溶性氮含量则逐渐提高。秸秆添加下褐土α-葡萄糖苷酶（AG）和亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性显著高于砂姜黑土，两种土壤β-葡萄糖苷酶（BG）和β-纤维二糖苷酶（CBH）活性在培养第7天较高，AG、乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）和LAP活性则呈先升高后降低的变化规律。秸秆分解微生物组成和结构主要受土壤类型影响，分解时间次之。褐土中秸秆分解细菌α-多样性较高，而砂姜黑土中秸秆分解真菌丰富度更高。细菌变形菌门、放线菌门和拟杆菌门、真菌粪壳菌纲是褐土秸秆分解菌的主要类群；细菌变形菌门、放线菌门和酸杆菌门、真菌粪壳菌纲和散囊菌纲是砂姜黑土秸秆分解菌的主要类群。在褐土中，相对丰度较高的热单胞菌和鞘氨醇单胞菌随分解时间延长显著下降，而圆孢霉属显著上升；砂姜黑土中秸秆分解链孢菌属、Jatrophihabitans相对丰度随分解时间显著降低，而酸杆菌属、水恒杆菌属、粗糙孔菌属、Terracidiphilus、Conlarium在培养后期显著增加。相关分析表明，具有较高pH值、较低肥力水平的褐土，通过富集火山岩海球菌、气氨微菌、Blastococcus、铁矿砂单胞菌、圆孢霉属和裂壳菌属显著提高土壤AG和LAP活性，促进秸秆碳氮转化；然而，pH值较低、肥力水平较高的砂姜黑土则促进了金孢子菌属、Terracidiphilus、Jatrophihabitans、Cladophialophora生长，提高土壤BG、CBH、NAG活性，从而增强秸秆还田土壤微生物功能。【结论】土壤性质塑造具有生境偏好性的秸秆分解关键微生物组成和结构，从而影响秸秆还田下土壤碳氮转化过程。具有较高pH值、较低肥力水平的褐土主要通过富集秸秆分解细菌火山岩海球菌、气氨微菌、铁矿砂单胞菌、Blastococcus，以及秸秆分解真菌圆孢霉属、裂壳菌属，显著提高土壤AG和LAP活性，进而促进秸秆碳氮转化；而pH值较低、肥力水平较高的砂姜黑土则通过促进金孢子菌属、Terracidiphilus、Jatrophihabitans、Cladophialophora生长和活动，提高土壤BG、CBH、NAG，加速秸秆碳氮转化。

分类号： S154.3

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