有机肥施用对烟田土壤细菌多态性的影响

发布时间：2020-05-30 16:01

【摘要】：为实现烟田土壤保育的目标,对长年连作的烟田施用有机肥,采用高通量测序技术,应用Solexa基因组分析平台,测定和分析复合有机肥OFN、OFJ和烟草秸秆有机肥TS对烟田土壤细菌多态性的影响。结果表明,相对于单施化肥,烟田施用有机肥后,烟田土壤细菌OTU、chao1指数和ace指数增大,表明有机肥提高了烟田土壤细菌物种丰富度;细菌丰富度因有机肥种类而不同,并随烟草发育期而产生差异。有机肥对土壤细菌菌群结构影响显著,在门和属的分类水平上,土壤优势细菌种类和比例产生明显改变,特别是有机肥处理可显著提高假丝酵母属细菌的丰度,而降低红色杆菌属、硝化螺旋菌属细菌的丰度。KEGG代谢途径差异分析发现,施用有机肥后土壤细菌代谢路径和代谢路径中基因数量发生改变,而改变了烟田土壤细菌群落功能和细菌代谢。总之,烟田施用有机肥改变了土壤细菌的多态性,并可能达到烟田土壤保育的效果。
【图文】：

第3期杨德廉等：有机肥施用对烟田土壤细菌多态性的影响352.3不同施肥处理间PCA差异显著性分析对12个土壤样品中OTU组成进行PCA分析，结果见图3。可以看出，，3种有机肥处理与单施化肥处理距离较远，表现出有机肥处理与单施化肥处理在OTU组成上的较大差异，而有机肥处理间差异较小：烟草秸秆有机肥TS与复合有机肥OFJ处理的土壤细菌OTU组成差异较小，与复合有机肥OFN处理差异较大。图中也显示，TS、OFJ、单施化肥处理的土壤细菌OTU组成在3个烟草生育期之间差异较小，但OFN处理的则较大。总体表明，烟田施用有机肥，显著改变了土壤细菌OTU组成特征。图3施用有机肥烟田土壤细菌PCA差异性分析Fig.3PCAanalysisofthesoilbacteriaintobaccofieldstreatedwithorganicfertilizers2.4KEGG代谢途径第二层分类差异分析基于KEGG代谢途径第二等级对有机肥施用后土壤细菌群落功能的差异进行预测，由图4可见，不同分组的样品之间在微生物群落功能基因在代谢途径上存在差异，不同路径基因所占比例的大小不同。相较于单施化肥，烟田施用有机肥OFN后，土壤细菌在基于KEGG代谢途径有5个途径存在显著差异，其中Translation和ImmuneSystemDiseases途径基因数量显著提高，而Transcriptionrelatedproteins和Electrontransfercarriers途径基因数量降低。而有机肥施用OFJ则引起TransportandCatabolism、MetabolismofCofactorsandVitamins、EndocrineSystem、Functionunknown等代谢途径基因数量显著提高，其中Nucleotidemetabolism、Transcriptionrelatedproteins、MetabolismofCofactorsandVitamins途径的基因数量显著降低。烟草秸秆有机肥TS施入后，引起Translation途径基因数量量显著增加，MetabolismofCofactorsandVitamins途径的基因数量显著

36中国烟草科学2018年第39卷图4施用有机肥烟田土壤细菌的KEGG代谢途径第二层分类差异分析Fig.4SecondlayerclassificationanalysisofKEGGmetabolicpathwayofthesoilbacteriaintobaccofieldstreatedwithorganicfertilizers施化肥对土壤细菌优势菌属均产生较大影响；3种供试有机肥可提高多数细菌的丰度，但会降低红色杆菌属和硝化螺旋菌属的丰度。本研究基于KEGG代谢途径的预测差异分析，也揭示3种有机肥的施用影响了土壤细菌的功能菌群。本试验证明烟田施用有机肥能够改善烟田土壤细菌的群落结构，对烟田土壤保育的理论和实践具有一定的指导意义，但需要进一步深入探究土壤细菌响应有机肥的详细机制，更加科学利用有机肥进行土壤保育。4结论烟田施用有机肥，可明显改变烟田土壤细菌多态性，明显优于单一施用化肥。有机肥的种类对烟田土壤细菌的数量及物种丰富度、在属水平上的优势菌的影响不同，显示出有机肥种类在土壤改良效应上的不同。在烟草的不同生育期，有机肥对土壤细菌多态性的影响表现有差异，不同有机肥的作用效果呈现不一样的规律，显示出土壤细菌响应有机肥的作用机制差异，和“土壤—土壤细菌—烟草”体系对有机肥存在整体动态响应。总之，有机肥能够改变土壤细菌多态性，对维持烟田土壤生态系统平衡，实现烟田土壤保育有重要作用。参考文献[1]张继光，申国明，张久权，等.烟草连作障碍研究进展

【参考文献】

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本文编号：2688369