长期不同施肥及产胞外多糖菌株对土壤团聚体结构与生物活性的影响

发布时间：2019-08-20 14:34

【摘要】：化肥过度施用导致的土壤质量退化已经成为我国亟需解决的问题之一,培肥土壤将是今后的战略措施。土壤团聚体是衡量土壤质量的重要指标。施肥对土壤团聚体的影响包括直接影响与间接影响,直接作用是肥料自身参与团聚体的形成,间接作用是施肥通过对土壤的生物化学物理等性质的影响进而影响团聚体的形成。土壤多糖,尤其是微生物胞外多糖(EPS)是土壤团聚体形成的重要因素之一。本文以湖南祁阳红壤长期定位试验站六个不同施肥处理(CK、N、NPK、NPKS、NPKM、M)的土壤作为研究对象,探究长期不同施肥对土壤团聚体的影响;同时分离筛选出EPS的高产菌株,进行土壤培养试验,研究产多糖菌株对土壤团聚体的影响。主要研究结果如下:1.长期施不同肥处理对土壤团聚体的分布和稳定性有重要的影响。施用有机肥能显著促进微团聚体形成大团聚体,单施无机氮肥容易导致大团聚体分解成小团聚体。几何平均直径(GMD),平均重量直径(MWD)以及大于0.25mm团聚体含量(WSA)在各个处理间差异显著,都呈现如下的变化规律:MNPKMNPKNPKSCKN。GMD、MWD与WSA值最大的是处理M分别为1.85%、3.90%、82.9%,与CK比较增长幅度为324%、485%、107%,最小的是N分别为0.32%、0.92%、27.9%。不同施肥处理的土壤有机质含量差异显著,含量关系是MNPKMNPKS≥NPKCKN,且有机质含量随粒径的增大而升高。有机质含量最高的处理M中,在5-2、2-1、1-0.25 mm三粒径区间上有机质含量分别达到2.4%、2.2%、2.0%,是 CK 的 2.4、2.2、2.0 倍。2.长期不同施肥处理对土壤微生物的群落多样性、丰度和土壤酶活性有显著的影响。施有机肥处理M的细菌与真菌群落多样性最高,香农指数分别为3.295,2.545。其次是处理NPKM。M与NPKM处理的细菌、真菌、固氮菌、氨氧化细菌与氨氧化古菌的丰度显著高于其他处理,但同一处理中各个粒径间的微生物丰度差异不明显。不同施肥处理对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、纤维素酶活性也呈现出不同的影响,施有机肥的处理酶活性都最高,土壤蔗糖酶和脲酶活性随团聚体的粒径的增大而升高。3.本研究得到了产胞外多聚物(EPS)的菌株NJAU003,根据形态学和16S rRNA序列将其初步鉴定为根瘤菌,命名为Rhizobium sp NJAU003,其16S rRNA基因序列在GenBank数据库的登录号为KP751382。菌株NJAU003在30℃,装液量为50mL/250mL,初始pH为7.0,碳源为1%的甘露醇,氮源为0.2%的酵母粉条件下可达到最大的生长量和EPS产量。在最适条件下,该菌株在48 h时EPS达到最高,为1.667 g·L-1。4.通过土培试验研究了施肥的同时接种菌株NJAU003及含EPS发酵液对土壤团聚体的影响。结果表明施肥的同时接种菌体及EPS发酵液能显著提高土壤中多糖和有机质的含量,接种菌株NAJUA003及其含EPS发酵物都对团聚体的形成有显著的促进作用。
【图文】：

对长期施肥处理不同粒径的王壤团聚体中矿物类型影响的定性测定结果表明，，逡逑同一处理中不同粒径团聚体的主要矿物组成没有变化（见附录３），而在不同处理的逡逑主壤团聚体中主要矿物类型稍有变化。由表１－５及图１－４可知，对照（ＣＫ）检测到逡逑四种止壤矿物：石英（Ｓｉ0２）、白云母（ＫＡ１２脚３Ａ１）0ｉ0（ＯＨ，巧２）、赤铁矿逡逑（Ｆｅ２0３）、高岭石（（Ａｌ２Ｓｉ２0５（0Ｈ）４），各处理都含矿物石英与白云母。处理ＮＰＫ、逡逑ＮＰＫＭ与ＣＫ相比，发现长期施用无机化肥（ＮＰＫ）处理的±壤团聚体中含铁矿物逡逑主要为针铁矿（ＦｅＯ（ＯＨ））；长期施用有机祀（Ｍ）处理的主要矿物不包含高岭石，逡逑２２逡逑

邋Ｃ邋■逦。ｊ邋Ｉ逡逑ｌｉＪｌ逡逑５－２逦２—１逦１－０．巧逡逑Ａ径良ｒｅｇａｔｅ邋Ｓｉｚｅ（ｍｍ）逡逑图１－３不同施肥处理下红壤不同粒径大团聚体有机质含量逡逑Ｆｉｇ邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｃｏｎｔｅｎｔｓ邋ｏｆ邋ｏｒｇａｎｉｃ邋ｍａｔｔｅｒ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ａTBｇｒｅｇａｔｅｓ邋ｏｆ邋ｒｅｄ邋ｓｏｉｌ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｉ＊ｅｎｔ邋ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ逡逑２．５长期不同施肥处理对不同粒径红壤中主要矿物组成的影响逡逑对长期施肥处理不同粒径的王壤团聚体中矿物类型影响的定性测定结果表明，逡逑同一处理中不同粒径团聚体的主要矿物组成没有变化（见附录３），而在不同处理的逡逑主壤团聚体中主要矿物类型稍有变化。由表１－５及图１－４可知，对照（ＣＫ）检测到逡逑四种止壤矿物：石英（Ｓｉ0２）、白云母（ＫＡ１２脚３Ａ１）0ｉ0（ＯＨ，巧２）、赤铁矿逡逑（Ｆｅ２0３）、高岭石（（Ａｌ２Ｓｉ２0５（0Ｈ）４），各处理都含矿物石英与白云母。处理ＮＰＫ、逡逑ＮＰＫＭ与ＣＫ相比，发现长期施用无机化肥（ＮＰＫ）处理的±壤团聚体中含铁矿物逡逑主要为针铁矿（ＦｅＯ（ＯＨ））；长期施用有机祀（Ｍ）处理的主要矿物不包含高岭石，逡逑２２逡逑
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S152;S154

【参考文献】

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本文编号：2528701