文献类型： 中文期刊

作者： 马龙 ¹ ; 高伟 ² ; 栾好安 ³ ; 唐继伟 ¹ ; 李明悦 ² ; 黄绍文 ¹ ;

作者机构： 1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室

2.天津市农业科学院农业资源与环境研究所

3.河北农业大学林学院

关键词： 设施菜田;施肥模式;宏基因组;有机替代;微生物群落结构;Alpha多样性

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2021 年 003 期

页码： 403-416

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】采用宏基因组测序技术,研究施肥对细菌、真菌和古菌群落组成和结构的影响,为设施菜田可持续健康发展提供科学依据。【方法】设施蔬菜施肥长期定位试验始于2009年,试验地位于天津市西青区,为春季番茄和秋冬季芹菜轮作体系。在春茬番茄（第20茬蔬菜）盛果期,选择定位试验中的6个等氮磷钾投入处理,包括全部使用化肥氮（4/4CN）处理和5个有机替代处理（3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN、1/4CN+3/4MN、2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN）,其中M和S代表猪粪和秸秆。采集0—20 cm土壤样品,测定土壤微生物相关指标。【结果】有机替代处理的土壤微生物量碳（MBC）和微生物量氮（MBN）含量较4/4CN处理平均分别增加101.5%和134.6%,以2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN处理的土壤MBC和MBN含量相对较高,较4/4CN平均分别增加158.8%和210.9%。与4/4CN相比,有机替代处理的土壤细菌和真菌丰度平均分别增加8.6%和11.6%,古菌平均降低21.7%;高碳有机替代模式（1/4CN+3/4MN、2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN）土壤细菌和真菌丰度较低碳有机替代模式（3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN）平均分别增加12.3%和12.0%,古菌丰度平均降低12.9%。与4/4CN处理相比,低量、中量有机替代模式（3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN）土壤细菌、真菌Shannon指数没有显著增加,而有机替代模式古菌Shannon指数平均增加了9.0%,高碳有机替代处理古菌Shannon指数平均增加了11.9%。与4/4CN处理相比,有机替代模式提高了土壤细菌中变形菌门相对丰度,降低了放线菌门、绿弯菌门相对丰度;提高了土壤真菌中子囊菌门、壶菌门和球囊菌门相对丰度,降低了担子菌门相对丰度;提高了古菌中的广古菌门和深古菌门相对丰度,降低了奇古菌门相对丰度。主成分分析表明,土壤细菌和真菌群落结构组成对施肥模式的响应弱于古菌。冗余分析表明,有机碳和硝态氮分别解释土壤细菌群落结构变异的22.3%和16.1%,解释真菌群落结构变异的10.4%和8.9%,解释古菌群落结构变异的36.0%和34.7%。【结论】同等养分投入量下,以有机肥、秸秆氮替代部分化肥氮可提高土壤细菌和真菌丰度,降低古菌丰度,改变土壤优势菌群的组成,增加微生物多样性。土壤硝态氮和有机碳含量是影响土壤细菌、真菌和古菌群落结构的共同因素,古菌对施肥模式的反应强于细菌和真菌。其中,以2/4化肥+1/4猪粪+1/4秸秆施肥模式可获得最多样的微生物群落结构。