长期施有机肥对设施番茄土壤稀有和丰富细菌亚群落的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 刘蕾

作者： 刘蕾;史建硕;张国印;郜静;李玭;任燕利;王丽英

作者机构：

关键词： 稀有细菌;丰富细菌;有机肥;设施番茄;多样性;群落构建;生态系统功能

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2023 年 018 期

页码： 3615-3628

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】将稀有和丰富细菌亚群落从整体群落中加以区分并探索两者分别对长期施肥的响应特征，为解析农业活动对微生物多样性与土壤功能稳定性之间的关系提供新视角。【方法】基于设施番茄长期定位试验，采集4个不同处理土壤样品：不施肥（M0）、低量有机肥5.68 t·hm-2（M1）、中量有机肥8.52 t·hm-2（M2）和高量有机肥11.36 t·hm-2（M3），利用Illumina MiSeq高通量测序技术，分析稀有和丰富细菌亚群落多样性、群落组成、共现网络和潜在功能差异，阐明两者对长期施肥的响应规律，并探讨驱动稀有和丰富细菌亚群落多样性和施肥响应差异的关键环境因素。【结果】稀有细菌亚群落α和β多样性均显著高于丰富细菌亚群落，且物种组成和潜在功能也与丰富细菌差异明显。功能预测结果显示丰富细菌负责设施农田主要生态系统功能，如养分和能量代谢，而稀有细菌更多体现在辅助功能上（例如辅酶代谢），为微生物群落功能冗余做出贡献。不同细菌亚群落多样性和组成对长期施肥响应差异较大，其中，与不施肥相比，长期施用有机肥和化肥使稀有细菌亚群落丰富度显著提高19.8%—53.8%、多样性显著提高5.8%—8.0%，总相对丰度显著提高1.1—1.2倍，改变稀有细菌亚群落组成和结构，并且随着有机肥施用量增加，稀有细菌丰富度显著提升，亚群落组成和结构也发生显著变化；与之相比，长期施肥并未显著改变丰富细菌亚群落多样性，仅群落组成受到影响。同时，细菌共现性网络复杂度随有机肥施用显著增加，且稀有细菌更敏感。非度量多维度分析（NMDS）和Mantel检验结果均显示，影响稀有和丰富细菌亚群落的关键环境因子不同，其中，土壤有机质、全量氮磷有效磷、速效钾、p H、大中团聚体等多种与确定性过程相关的土壤因子显著影响丰富细菌亚群落，结构方程模型（SEM）进一步显示土壤有机质和全磷直接驱动丰富细菌多样性变化；而稀有细菌亚群落受环境过滤的影响程度明显下降，且群落分散性更强，暗示两种亚群落构建机制可能存在差异。【结论】与丰富细菌和整体群落相比，稀有细菌亚群落呈现更高的多样性和独特的群落组成，提高微生物群落功能冗余；长期施肥主要通过影响稀有细菌（即提高多样性、改变群落组成、增加网络复杂度）而非丰富细菌，从而改变细菌整体群落，并且介导稀有和丰富细菌亚群落构建的环境因素也不相同。

分类号： S626%S641.2

  • 相关文献

[1]设施土壤栽培番茄配方施肥策略与指标研究. 高杰云,王丽英,严正娟,贾伟,陈清. 2014

[2]基于不同有机肥施用量下土壤真菌结构和功能预测. 马建华,杨波,刘畅,王彦,马琨. 2023

[3]物种优先效应对植物群落构建的影响及其生态恢复意义. 闫晓红,牛建明,李元恒,伊风艳,孙世贤,金轲,李西良. 2022

[4]设施蔬菜土壤丛枝菌根真菌多样性及群落构建的季相变化. 刘蕾,肖广敏,王凌,茹淑华,张国印,孙世友. 2024

[5]农牧交错带(武川县)生态系统功能的变化. 潘志华,安萍莉,刘亚玲,郑大玮,妥德宝. 2004

[6]植物群落物种多样性对生态系统生产力的影响. 江小雷,张卫国,严林,王刚. 2004

[7]捕捞和环境变化对渤海生态系统的影响. 林群,王俊,袁伟,范振华,金显仕. 2016

[8]生物多样性影响农业生态系统功能及其机制研究进展. 杨宁,于淑琴,孙占祥,郑家明,刘洋,侯志研. 2008

[9]功能多样性及其研究方法. 江小雷,张卫国. 2010

[10]功能植物的作用原理、方式及研究展望. 杨泉峰,欧阳芳,门兴元,戈峰. 2020

[11]物种多样性-生态系统功能关系的影响因素. 岳静,郝敏,张灵菲,江小雷. 2011

[12]基于大型藻类的网箱养殖生物修复技术. 毛玉泽,蒋增杰,方建光. 2012

[13]鱼类群落多样性研究的理论与方法. 冯广朋. 2008

[14]植物功能多样性及其与生态系统功能关系研究进展. 李瑞新,丁勇,马文静,牛建明,张庆. 2016

[15]间套作功能植物对茶园生态系统服务功能的影响. 史凡,黄泓晶,陈燕婷,陈李林. 2022

[16]国家重点研发项目:中国陆地生态系统生态质量综合监测技术与规范研究(英文). 王绍强,王军邦,张雷明,肖治术,王锋,孙楠,李岱青,陈斌,陈敬华,李悦,王小博,王苗苗. 2019

[17]象山港熊本牡蛎设施养殖与邻近自然牡蛎礁中大型底栖动物群落比较. 全为民,王云龙. 2013

[18]国家重点研发项目:中国陆地生态系统生态质量综合监测技术与规范研究（英文）. 王绍强,王军邦,张雷明,肖治术,王锋,孙楠,李岱青,陈斌,陈敬华,李悦,王小博,王苗苗. 2019

[19]新疆设施番茄栽培无土基质配方筛选. 周雪玲,付超,吴奇峰. 2013

[20]不同灌水量对设施番茄产量和耗水规律的影响. 孔德杰,郑国宝,张源沛,郭生虎,朱金霞. 2010

作者其他论文 更多>>

微信小程序