稻田土壤古菌群落组成对秸秆还田的响应

文献类型： 中文期刊

第一作者： 王宁

作者： 王宁;赵亚慧;艾玉春;张永春;汪吉东;于建光

作者机构：

关键词： 古菌群落;秸秆还田;演替规律;驱动因子

期刊名称： 农业环境科学学报

ISSN： 1672-2043

年卷期： 2019 年 02 期

页码： 374-382

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为探讨秸秆还田下稻田土壤古菌群落的演替规律及其驱动因子,本研究开展室内稻田土壤淹水培养试验,利用高通量测序技术,研究了淹水培养第0、15、30 d和60 d时不同量小麦秸秆(0、1%、2%和5%)施用下两种类型的稻田土壤(高砂土和黄泥土)古菌群落组成的动态变化及其影响因子。结果表明:秸秆还田导致土壤pH显著降低,而土壤电导率(EC)、总碳(TC)、总氮(TN)、碳氮比(C/N)以及土壤孔隙水中溶解性有机碳(DOC)、还原性亚铁[Fe(Ⅱ)]和总铁(Fe)含量显著增加,并且当秸秆还田量为5%时,上述土壤指标改变量最大。基于高通量测序技术发现,两种类型稻田土壤的优势古菌均为奇古菌门(Thanumarchaeota)。在淹水培养的0～30 d,秸秆还田对奇古菌门的相对丰度没有显著影响,维持在97%～98%;然而,在培养的第60 d,与未施用秸秆相比,秸秆施用下两种类型稻田土壤中奇古菌门的相对丰度显著降低(P<0.05),并且随着秸秆施用量的增加,奇古菌门丰度的降低程度越大。主成分分析(PCA)结果显示两种不同类型土壤的古菌群落存在着显著差异(P<0.05),表明土壤类型是土壤古菌群落结构的重要影响因子。与未施用秸秆的土壤相比,5%秸秆施用显著改变了高砂土古菌群落结构,而1%秸秆施用显著改变了黄泥土壤古菌群落结构。进一步对不同量秸秆施用下土壤古菌群落结构的分析发现,秸秆施用量为5%时高砂土壤古菌群落显著不同于秸秆施用量为1%和2%的土壤,而1%和2%秸秆施用量之间并无显著差异;而对黄泥土,仅秸秆施用量为1%和2%时古菌群落存在着显著差异。为了进一步探究土壤古菌群落迁移的驱动因子,冗余分析(RDA)发现,pH和C/N比是秸秆还田下两种类型土壤古菌群落迁移的重要影响因子。综合分析认为,秸秆还田主要通过改变土壤性质来调控古菌群落结构,而不同类型土壤的古菌群落结构对秸秆还田的响应亦不同。

分类号： S141.4

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