长期施用新鲜与腐熟畜禽粪肥土壤溶解性有机质与微生物群落的特征及其关联性

文献类型： 中文期刊

第一作者： 袁慧琳

作者： 袁慧琳;李雅莹;顾文杰;徐培智;卢钰升;孙丽丽;周昌敏;黎婉玲;仇荣亮

作者机构：

关键词： 长期施肥;畜禽粪肥;轮作土壤;微生物群落结构;溶解性有机质

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2025 年 58 卷 002 期

页码： 307-325

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】研究新鲜与腐熟鸡/猪粪长期施用下土壤溶解性有机质（DOM）的光学组分特征及其与微生物群落多样性和组成间的内在联系，为红壤区绿色循环农业实施策略的制定提供土壤生态方向的理论依据。【方法】基于国家土壤质量广州红壤观测试验站连续11年（2011—2022）的玉米-玉米-包菜轮作定位试验，包括5个处理，分别为不施肥对照、腐熟鸡粪、新鲜鸡粪、腐熟猪粪和新鲜猪粪。采集表层土壤样品，利用Illumina MiSeq高通量测序测定微生物群落，同时分析土壤DOM紫外-吸收特征及荧光吸收特征，测定相关化学性质，基于多元分析解析主要影响因子。【结果】腐熟粪肥显著提高了土壤有机质含量（122.5%—354.8%），腐熟鸡粪能有效提高土壤速效磷（1 697.2%—3 455.3%）和全磷（587.5%—812.5%）含量，腐熟猪粪主要提高土壤碱解氮（286.6%—311.3%）和全氮（326.4%—373.6%）含量。畜禽粪肥施用均显著提高了土壤DOM含量（60.3%—227.8%），其中猪粪处理对有色溶解性有机质（CDOM）含量提升效果最佳（118.1%—231.7%），鸡粪处理则增加土壤荧光溶解性有机质（FDOM）含量（293.4%—834.9%），且腐熟粪肥效果更佳（834.9%）。FDOM特征指标中，施肥处理的自生源指数均低于对照组（33.2%—39.2%），但腐殖化指数均高于对照组（40.3%—43.3%）。经平行因子分析拆分出4个荧光组分，施肥处理均主要富集C3（含富里酸和胡敏酸的中分子类腐殖质）和C4组分（含类色氨酸的大分子类腐殖质），促进FDOM类蛋白质成分转化为类腐殖质物质，且腐熟粪肥处理土壤C3与C4组分的最大荧光强度更高。腐熟鸡粪处理土壤具有更高微生物群落丰富度（Chao 1指数：19 065.6）和多样性（Shannon指数：5.6—6.0），在提高微生物群落α多样性方面更具优势。不同处理对土壤微生物群落组成的影响存在差异，鸡粪处理以富营养类群Proteobacteria(31.2%—33.0%)、Gemmatimonadetes(4.1%)为主，猪粪处理以寡营养高效碳利用类群Acidobacteria(21.0%—21.6%)和硝化细菌类群Nitrospirae(2.6%—3.4%)为主。门与科水平共线性网络均以正关联为主，其中关联数最多的菌属为Rhodobacteraceae。冗余分析及随机森林模型预测均显示微生物群落主要受速效钾和DOM中C3组分影响，其中氮循环相关微生物类群的响应较为明显。【结论】长期施用不同来源粪肥主要带来养分和有机物输入介导的腐熟成分差异，腐熟粪肥可更好地提升土壤DOM腐殖化程度，其中土壤速效养分和DOM腐殖化组分是影响土壤微生物群落结构的主要影响因素，氮循环相关微生物类群对其响应尤为明显，在长期施用畜禽粪肥的土壤中应加以关注。

分类号： S153.6%S154.3

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