施肥对罗汉松土壤酶活性及微生物群落功能多样性的影响
发布时间：2020-03-30 06:33
【摘要】：罗汉松是白垩纪第三纪遗留下的古老植物,在园林景观、医学药用、营林套种等领域有潜在的应用价值,具有良好的社会效益和经济效益。为探讨不同的复合施肥配比对罗汉松根系结瘤和根系微生物群落功能多样性的影响。以2年生罗汉松实生幼苗为研究对象,采用氮磷钾不同配比的三因素三水平正交实验设计进行施肥研究。采集罗汉松根系土壤,应用传统的微生物分离培养和现代Biolog微平板技术手段分析土壤微生物的变化特征。揭示微生物种群多样性及丰富度与复合施肥配比之间的内在关系,找出改善罗汉松根际土壤微生物群落变化的施肥机制。主要研究结果如下:(1)在氮磷钾不同配比复合施肥下,罗汉松土壤微生物细菌、放线菌、真菌、固氮菌数量分别达到106、105、104、103量级。细菌和放线菌数量均随施氮水平的增大而减小,在N1P1K1配比施肥下达到最大,分别为18.1O×106Cfu/ml、19.47×105Cf/ml;固氮菌和真菌数量均随氮磷含量的增加而增大,在N3P3K2配比施肥下达到最大,分别为13.23×103Cfu/ml、4.67×104Cfu/ml。罗汉松土壤放线菌数量与真菌数量呈极显著性负相关,与固氮菌呈显著性负相关,真菌与固氮菌呈极显著性正相关。除放线菌外,其他三种微生物数量总数均显著高于非根际土壤,其中在N3P2K1水平处理下四种微生物数量总数最大,并且细菌放线菌真菌固氮菌。(2)氮磷钾不同配比混合施肥下,罗汉松根际土壤蛋白酶、蔗糖酶、酚氧化物酶活性和过氧化物酶活性均高于非根际土壤,脲酶、酸性磷酸酶活性均低于非根际土壤。蛋白酶、脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性随着施氮量水平的增加而增大,酚氧化物酶与过氧化物酶活性随施氮水平的增大而降低。根际土壤蛋白酶与脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性呈显著性正相关,酚氧化物酶与过氧化物酶呈极显著性正相关,非根际土壤蔗糖酶与蛋白酶活性呈极显著性正相关。(3)氮磷钾不同配比混合施肥下,罗汉松根际土壤微生物量C、N均高于非根际土壤。微生物生物量C随施氮量水平的增大而增大,在氮素水平相同的处理组差异不明显。微生物量N随施氮量水平的增大呈先增后减的趋势,非根际土壤中微生物量C、N含量较低且差异不显著。SMBC/SMBN在不同配比混合施肥下均高于对照组,根际土壤非根际土壤。微生物量C与酚氧化物酶、过氧化物酶活性、细菌、放线菌数量呈显著性负相关,与蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、酸性磷酸酶、真菌、固氮菌数量呈显著性正相关,微生物量N与脲酶、蛋白酶、固氮菌、真菌数量呈显著性正相关,与过氧化物酶、酸性磷酸酶活性、细菌、放线菌数量呈显著性负相关。(4)氮磷钾不同配比混合施肥下,罗汉松根系土壤平均颜色变化率(AWCD)值均在培养120h后达到稳定,且N1N2CKN3,非根际土壤中AWCD值为N1N2N3。多样性指数中shannon多样性指数、Pielou均匀度指数均为根际非根际,且为:N1N2N3,NiPiK1配比最佳,Simpson指数为根际非根际CK,且N2N3N1,N1P3K1配比最佳,非根际土壤中N2P2K3最佳。McIntos指数均高于对照组CK,,在N3水平处理下达到最高。经相关性分析得知,微生物在根际与非根际土壤中多样性指数与土壤脲酶相关性较多,脲酶成为影响多样性指数的主导酶活性因子。(5)通过对罗汉松土壤微生物利用碳源类型进行主成分分析,罗汉松根际土壤与非根际土壤微生物群落对碳源利用主要为糖类、羧酸类、氨基酸类,聚合物类四大类类。根际土壤中主成份PC1为40.24%、PC2为47.32%,累积贡献率达到87.56%;非根际土壤中主成份PC1为38.70%,PC2为45.20%,累积贡献率达到83.90%,根际与非根际两主成分均能较好的解释微生物大部分信息。(6)氮磷钾不同配比混合施肥下,罗汉松根瘤数量随施氮水平的增大呈先增后减的趋势,固氮酶活性随施氮水平的增大而减小。固氮酶活性与放线菌数量、脲酶活性呈极显著正相关,与根瘤、细菌数量、酚氧化物酶、过氧化物酶活性呈显著性正相关。根瘤数量与细菌、放线菌数量呈极显著性相关,与蔗糖酶、蛋白酶呈显著性负相关。(7)综合分析得知在N3、P2氮磷配比组合下罗汉松土壤各项指标显示良好,N3、P2组合施肥下罗汉松根际土壤微环境更适宜罗汉松根系生长。
【图文】：
Ｔｈｅ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃａｐｉｔａｌ邋ｌｅｔｔｅｒｓ邋ｗｅｒｅ邋ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋（ｐ邋＜邋０．０１），ｔｈｅ邋ｓａｍｅ邋ａｓ邋ｂｅｌｏｗ．逡逑４．１．３邋土壤微生物量碳氮比逡逑土壤微生物量ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ是土壤氮素供应能力的Ｍ要表征，由图４－１可知，在逡逑不同的混合施肥配比下罗汉松根际与非根际土壤的ＳＭＢＣＳ／ＭＢＮ都Ａ于对照组。根际逡逑土壤中的ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ普遍高于非根际土壤且在各处理间根际与非根际土壤逡逑ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ均存在明显差异。根际土壤的ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ值在８．４２４－２２．０１１之间变化，逡逑在Ｃ（Ｎ３ＰｉＫ３）配比施肥处理下达到最大值为４５．８０是对照组的４．４３倍。在中低氮水平处逡逑理下根际土壤中ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ总体反而相对较高，在低氮水平处理下ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ值逡逑随磷含量的增高而增大，而在高氮水平处理下其值随磷含量的增高而逐渐减小。逡逑非根际土壤的ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ值在８．３３—２６．６０之间变化
图４－２罗汉松根际土壤微生物群落ＡＷＣＤ随着培养时间的变化逡逑Ｆｉｇ邋４－２邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｂｉａｌ邋ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ邋ＡＷＣＤ邋ｉｎ邋ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ邋ｓｏｉｌ邋ｏｆ邋Ｐ．邋ｍａｃｒｏｐｈｙｌｌｕｓ邋ｗｉｔｈ邋ｃｕｌｔｕｒｅ邋ｔｉｍｅ逡逑从图４－３可知，在不同配比混合施肥处理下，罗汉松非根际土壤ＡＷＣＤ值在逡逑０．０３６—０．５３２之间变化，随着培养时间的延长ＡＷＣＤ值均逐渐增长并趋于稳定。在逡逑２４－７２ｈ培养阶段ＡＷＣＤ值缓慢增长，，此时是微生物适应Ｂ１0ｌ0ｇ微孔环境阶段对碳源的逡逑利用强度不高，在７２—１２０ｈ培养阶段ＡＷＣＤ值增长迅速，微生物逐渐适应Ｂｉｏｌｏｇ微逡逑孔环境增长迅速充分利用资源，此阶段是微生物利用碳源最强阶段ＡＷＣＤ值X棾し儒义弦沧畲蟆Ｔ谂嘌保玻埃韬笥捎冢拢椋铮欤铮缥⒖字凶试从邢蓿种屏宋⑸锏脑龀ぃ寥牢⑸义衔锝朐龀にネ似谠龀し冉档停粒祝茫闹翟龀せ郝⑶饔谖榷āＮ⑸镌谖榷ㄔ龀ず箦义掀冢ǎ保矗匆唬玻叮矗瑁┎煌┑旌吓浔认拢粒祝茫闹稻兴钜毂硐治狽希窘祝痉玻荆埃奁溴义现校危常校常耍泊恚粒祝茫闹底畲螅砻髟冢危常校常耍才浔然旌鲜┓氏侣藓核煞歉释寥牢⑸义衔锒蕴荚蠢们慷茸畲蟆Ｔ诼藓核煞歉释寥乐惺┓蚀硐碌模粒祝茫闹稻哂诙哉兆殄义希茫耍砻魇┓蚀砜梢愿纳坡藓核煞歉释寥牢⑸郝涠蕴荚吹睦谩Ｔ诟叩克藉义希ǎ危常校玻耍场ⅲ危粒耍忮澹危常校常耍玻┦┓蚀硐拢粒祝茫闹稻细咴龀し纫沧畲
本文编号：2607185
【图文】：
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图４－２罗汉松根际土壤微生物群落ＡＷＣＤ随着培养时间的变化逡逑Ｆｉｇ邋４－２邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｂｉａｌ邋ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ邋ＡＷＣＤ邋ｉｎ邋ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ邋ｓｏｉｌ邋ｏｆ邋Ｐ．邋ｍａｃｒｏｐｈｙｌｌｕｓ邋ｗｉｔｈ邋ｃｕｌｔｕｒｅ邋ｔｉｍｅ逡逑从图４－３可知，在不同配比混合施肥处理下，罗汉松非根际土壤ＡＷＣＤ值在逡逑０．０３６—０．５３２之间变化，随着培养时间的延长ＡＷＣＤ值均逐渐增长并趋于稳定。在逡逑２４－７２ｈ培养阶段ＡＷＣＤ值缓慢增长，，此时是微生物适应Ｂ１0ｌ0ｇ微孔环境阶段对碳源的逡逑利用强度不高，在７２—１２０ｈ培养阶段ＡＷＣＤ值增长迅速，微生物逐渐适应Ｂｉｏｌｏｇ微逡逑孔环境增长迅速充分利用资源，此阶段是微生物利用碳源最强阶段ＡＷＣＤ值X棾し儒义弦沧畲蟆Ｔ谂嘌保玻埃韬笥捎冢拢椋铮欤铮缥⒖字凶试从邢蓿种屏宋⑸锏脑龀ぃ寥牢⑸义衔锝朐龀にネ似谠龀し冉档停粒祝茫闹翟龀せ郝⑶饔谖榷āＮ⑸镌谖榷ㄔ龀ず箦义掀冢ǎ保矗匆唬玻叮矗瑁┎煌┑旌吓浔认拢粒祝茫闹稻兴钜毂硐治狽希窘祝痉玻荆埃奁溴义现校危常校常耍泊恚粒祝茫闹底畲螅砻髟冢危常校常耍才浔然旌鲜┓氏侣藓核煞歉释寥牢⑸义衔锒蕴荚蠢们慷茸畲蟆Ｔ诼藓核煞歉释寥乐惺┓蚀硐碌模粒祝茫闹稻哂诙哉兆殄义希茫耍砻魇┓蚀砜梢愿纳坡藓核煞歉释寥牢⑸郝涠蕴荚吹睦谩Ｔ诟叩克藉义希ǎ危常校玻耍场ⅲ危粒耍忮澹危常校常耍玻┦┓蚀硐拢粒祝茫闹稻细咴龀し纫沧畲
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