紫云英季土壤固氮微生物对外源碳氮投入的响应

文献类型： 中文期刊

第一作者： 杨璐

作者： 杨璐;曾闹华;白金顺;周兴;周国朋;高嵩涓;聂军;曹卫东

作者机构：

关键词： 固氮微生物;水稻秸秆;葡萄糖;氮;紫云英;nifH

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2020 年 01 期

页码： 105-116

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】分析不同外源有机物料(稻草、葡萄糖)及氮素投入对紫云英季土壤固氮微生物的调控作用,为我国南方紫云英-水稻轮作体系中秸秆还田及化肥减施增效提供支持。【方法】采用盆栽试验,共设7个处理,即CK(对照,不添加有机物料和氮)、稻草等量添加并配施不同量氮素(分别表示为Rs、RsN1和RsN2,对应C/N比分别为66、25和13);等秸秆碳量添加葡萄糖并配施不同量氮素(即Glc、GlcN1、GlcN2)、调整C/N比与秸秆添加相应处理保持一致。采集紫云英快速生长期土壤样品,利用Illumina Miseq PE300高通量测序和绝对定量PCR技术分析固氮功能基因nifH及固氮微生物群落特征。【结果】单独添加外源秸秆或葡萄糖处理的土壤C/N与对照无明显差异,但增施氮肥后C/N比呈下降趋势,GlcN2处理土壤C/N显著低于对照;对于土壤速效养分,Rs和RsN1处理土壤NO3--N含量与CK类似,但RsN2处理明显增加了60%;而添加葡萄糖处理土壤NO3--N含量整体较高(增幅为35%—79%);稻草单独添加或与氮素配施对土壤速效磷含量无明显影响,添加葡萄糖处理则显著降低其含量,降幅为16%—24%,但不同氮水平之间无明显差异。不同处理土壤nifH基因拷贝数为80.4×106—140.5×106 g-1土,稻草和葡萄糖添加处理nifH基因拷贝数较CK呈增加趋势,而增施氮素后有所下降。外源碳、氮添加导致固氮微生物α-多样性较CK整体降低,但α-多样性对氮素的响应因碳源种类而异,即稻草添加后增加氮素供应(RsN1和RsN2)处理土壤固氮微生物物种数目和Chao 1指数较Rs显著降低,降低幅度分别为6%—11%和13%—15%,而添加葡萄糖后增施氮肥则对α-多样性有一定促进作用。PCoA结果显示土壤固氮微生物群落结构主要因碳源种类差异而聚集为不同组别,受氮水平供应的影响相对较小。属水平上不同物种对外源碳、氮添加的响应存在明显差异:慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)相对丰度最高,而外源碳、氮添加后较CK明显降低,且稻草添加处理的降低幅度(12.3%—19.7%)小于葡萄糖添加处理(31.6%—40.5%);第二优势菌属(地杆菌,Geobacter)对碳源添加的响应趋势与Bradyrhizobium相反,与CK相比,葡萄糖添加处理Geobacter相对丰度的增加幅度(170%—270%)明显大于秸秆添加处理(25.0%—54.6%)。同时,多元回归树、RDA及相关性分析表明土壤固氮微生物丰度、多样性和群落结构组成主要受土壤NO3--N和速效磷的影响较大。【结论】氮素供应对固氮微生物多样性和群落结构的调控作用受碳源种类(或秸秆和葡萄糖中碳源有效性差异)影响;同时,不同碳源添加后造成土壤速效磷含量的差异也可能是影响紫云英季土壤固氮微生物群落组成的重要环境因子。

分类号： S551.9`S511

  • 相关文献

[1]秸秆添加量对土壤生物固氮速率和固氮菌群落特征的影响. 李旭,董炜灵,宋阿琳,李艳玲,卢玉秋,王恩召,刘雄舵,王萌,范分良. 2021

[2]两步法高效水解水稻秸秆制取木糖和葡萄糖. 闫碌碌,申锋,王岩,漆新华. 2016

[3]富镉水稻秸秆纤维素酶解效率的研究. 杨双,张长波,王景安,刘仲齐. 2015

[4]酸碱结合预处理对水稻秸秆纤维素乙醇转化率的影响. 段晓健,居学海,张长波,王景安,刘仲齐. 2013

[5]有机物料对稻田土壤团聚体及有机碳分布的影响. 俞巧钢,杨艳,邹平,叶静,张康宁,顾国平,马军伟,符建荣. 2017

[6]有机物料长期施用对稻田土壤养分的影响. 黄郑宸,俞巧钢,叶静,胡妙丹,黄伟忠,孙万春,马军伟. 2023

[7]添加紫云英和水稻秸秆对土壤养分含量和铜形态的影响. 王慧,程文龙,卜容燕,韩上,李敏,唐杉,赵婧,武际. 2022

[8]紫云英与水稻秸秆联合还田下双季稻田土壤氮磷平衡状况及化肥减施策略. 张帆. 2021

[9]紫云英与双季稻秸秆协同利用影响稻田土壤钾循环与平衡. 张帆,杨茜. 2021

[10]施用氮磷钾肥对紫云英生长·产量的影响. 张祥明,郭熙盛,王文军,王允青,刘英,武际. 2011

[11]稻草高茬-紫云英联合还田改善土壤肥力提高作物产量. 周国朋,谢志坚,曹卫东,徐昌旭,白金顺,曾闹华,高嵩涓,杨璐. 2017

[12]不同耐草甘膦转基因大豆对根际土壤固氮细菌多样性的影响. 章秋艳,赵建宁,李刚,王丽娟,王慧. 2013

[13]水稻根际土壤及根组织内外固氮微生物的遗传多样性分析. 陈彬,郑斯平,周莉娟,林智敏,宋亚娜,郑伟文. 2007

[14]转基因大豆对根际固氮细菌群落多样性的影响. 赖欣,张永生,赵帅,李刚,杨殿林. 2010

[15]再生稻根系内生固氮菌多样性分析. 董萌,解振兴,施龙清,连玲,张居念,姜照伟,吴春珠. 2022

[16]野葛根际固氮微生物群落分布特征及其影响因素. 刘璐,蒋慧丹,张鑫,彭迪. 2022

[17]稻田土壤固氮微生物的多态性研究方法进展. 罗青,宋亚娜,郑伟文. 2005

[18]生物肥料的研究进展及在桑树上的应用. 叶晶晶,曹宁宁,吴建梅,石洪康,胡祚忠,赵艳燕,张剑飞. 2018

[19]生物固氮的秘密. 陈廷伟. 1964

[20]模拟氮沉降对贝加尔针茅草原土壤氮转化微生物的影响. 刘红梅,张海芳,秦洁,王慧,张艳军,杨殿林. 2019

作者其他论文 更多>>

微信小程序