CAJ | 학술논문

[目的]长期有机与无机肥配合施用是促进农田生产力和土壤有机碳固定的重要技术途径.本文以江西省红壤研究所长期不同施肥试验田的表土(0-15 cm)为对象,探讨不同施肥措施对土壤微生物群落多样性和酶活性的影响.[方法]在水稻收获后,采集表土壤样品,提取土壤总DNA.采用聚合酶链反应结合变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)的方法研究土壤微生物的群落结构多样性,并结合克隆测序研究土壤微生物的群落组成;用实时荧光定量PCR (qPCR)的方法研究土壤微生物的丰度.土壤细菌定量和群落结构分析的分子标靶基因分别为16SrRNA基因V3区和V6区片段,土壤真菌定量和群落结构分析的标靶基因均为18S rRNA基因.DGGE分析采用8％的聚丙烯酰胺凝胶分离细菌和真菌,所用变性梯度分别为35％～65％和20％～40％.同时采用荧光微孔板检测技术测定土壤几丁质酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、酸性磷酸单脂酶和木聚糖酶活性;用紫外分光光度计法测定土壤过氧化物酶活性.[结果]PCR-DGGE分析表明,与不施肥对照(CK)相比,有机无机肥配施(NPKM),土壤细菌的香农指数和丰富度指数显著增大,而土壤真菌的香农指数和丰富度指数在不同施肥处理间无显著差异.DGGE图谱聚类分析显示,NPKM处理的土壤细菌和真菌的群落结构显著区别于其他3个处理.后续的切胶测序得出,土壤细菌分属于Chloroflexi(绿弯菌门),Proteobacteria(变形菌门)和Firmicutes(厚壁菌门);NPKM处理下隶属于Clostridum(梭菌属)和Anaerolineaceae(厌氧绳菌科)的两类细菌显著增加.土壤真菌主要分属于Basidiomycota(担子菌门)和Ascomycota(子囊菌门),这些真菌条带在DGGE图谱上的分布不同处理间均无明显的规律性,因而不同处理间真菌的群落分布未出现较清晰的变化.qPCR的结果显示,土壤细菌和真菌拷贝数在不同处理间无显著差异.土壤酶的检测结果表明,与CK相比,单施氮肥(N)处理的土壤几丁质酶活性显著提高,常规氮磷钾处理(NPK)处理的几丁质酶和α-葡萄糖苷酶活性显著增强,NPKM处理提高了土壤几丁质酶、纤维素酶和过氧化物酶活性;酸性磷酸单酯酶和木聚糖酶活性在各处理间无显著差异.归一化酶活性值,NPKM处理显著高于CK和其他施肥处理.[结论]长期有机无机肥配施可显著提高土壤细菌多样性,并改变土壤细菌和真菌的群落结构,提高土壤酶活性,因而提高了农田生态系统的生产力并对生态系统健康有改善作用. [目的]長期有機與無機肥配閤施用是促進農田生產力和土壤有機碳固定的重要技術途徑.本文以江西省紅壤研究所長期不同施肥試驗田的錶土(0-15 cm)為對象,探討不同施肥措施對土壤微生物群落多樣性和酶活性的影響.[方法]在水稻收穫後,採集錶土壤樣品,提取土壤總DNA.採用聚閤酶鏈反應結閤變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)的方法研究土壤微生物的群落結構多樣性,併結閤剋隆測序研究土壤微生物的群落組成;用實時熒光定量PCR (qPCR)的方法研究土壤微生物的豐度.土壤細菌定量和群落結構分析的分子標靶基因分彆為16SrRNA基因V3區和V6區片段,土壤真菌定量和群落結構分析的標靶基因均為18S rRNA基因.DGGE分析採用8％的聚丙烯酰胺凝膠分離細菌和真菌,所用變性梯度分彆為35％～65％和20％～40％.同時採用熒光微孔闆檢測技術測定土壤幾丁質酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、纖維素酶、痠性燐痠單脂酶和木聚糖酶活性;用紫外分光光度計法測定土壤過氧化物酶活性.[結果]PCR-DGGE分析錶明,與不施肥對照(CK)相比,有機無機肥配施(NPKM),土壤細菌的香農指數和豐富度指數顯著增大,而土壤真菌的香農指數和豐富度指數在不同施肥處理間無顯著差異.DGGE圖譜聚類分析顯示,NPKM處理的土壤細菌和真菌的群落結構顯著區彆于其他3箇處理.後續的切膠測序得齣,土壤細菌分屬于Chloroflexi(綠彎菌門),Proteobacteria(變形菌門)和Firmicutes(厚壁菌門);NPKM處理下隸屬于Clostridum(梭菌屬)和Anaerolineaceae(厭氧繩菌科)的兩類細菌顯著增加.土壤真菌主要分屬于Basidiomycota(擔子菌門)和Ascomycota(子囊菌門),這些真菌條帶在DGGE圖譜上的分佈不同處理間均無明顯的規律性,因而不同處理間真菌的群落分佈未齣現較清晰的變化.qPCR的結果顯示,土壤細菌和真菌拷貝數在不同處理間無顯著差異.土壤酶的檢測結果錶明,與CK相比,單施氮肥(N)處理的土壤幾丁質酶活性顯著提高,常規氮燐鉀處理(NPK)處理的幾丁質酶和α-葡萄糖苷酶活性顯著增彊,NPKM處理提高瞭土壤幾丁質酶、纖維素酶和過氧化物酶活性;痠性燐痠單酯酶和木聚糖酶活性在各處理間無顯著差異.歸一化酶活性值,NPKM處理顯著高于CK和其他施肥處理.[結論]長期有機無機肥配施可顯著提高土壤細菌多樣性,併改變土壤細菌和真菌的群落結構,提高土壤酶活性,因而提高瞭農田生態繫統的生產力併對生態繫統健康有改善作用.
[목적]장기유궤여무궤비배합시용시촉진농전생산력화토양유궤탄고정적중요기술도경.본문이강서성홍양연구소장기불동시비시험전적표토(0-15 cm)위대상,탐토불동시비조시대토양미생물군락다양성화매활성적영향.[방법]재수도수획후,채집표토양양품,제취토양총DNA.채용취합매련반응결합변성제도응효전영(PCR-DGGE)적방법연구토양미생물적군락결구다양성,병결합극륭측서연구토양미생물적군락조성;용실시형광정량PCR (qPCR)적방법연구토양미생물적봉도.토양세균정량화군락결구분석적분자표파기인분별위16SrRNA기인V3구화V6구편단,토양진균정량화군락결구분석적표파기인균위18S rRNA기인.DGGE분석채용8％적취병희선알응효분리세균화진균,소용변성제도분별위35％～65％화20％～40％.동시채용형광미공판검측기술측정토양궤정질매、α-포도당감매、β-포도당감매、섬유소매、산성린산단지매화목취당매활성;용자외분광광도계법측정토양과양화물매활성.[결과]PCR-DGGE분석표명,여불시비대조(CK)상비,유궤무궤비배시(NPKM),토양세균적향농지수화봉부도지수현저증대,이토양진균적향농지수화봉부도지수재불동시비처리간무현저차이.DGGE도보취류분석현시,NPKM처리적토양세균화진균적군락결구현저구별우기타3개처리.후속적절효측서득출,토양세균분속우Chloroflexi(록만균문),Proteobacteria(변형균문)화Firmicutes(후벽균문);NPKM처리하대속우Clostridum(사균속)화Anaerolineaceae(염양승균과)적량류세균현저증가.토양진균주요분속우Basidiomycota(담자균문)화Ascomycota(자낭균문),저사진균조대재DGGE도보상적분포불동처리간균무명현적규률성,인이불동처리간진균적군락분포미출현교청석적변화.qPCR적결과현시,토양세균화진균고패수재불동처리간무현저차이.토양매적검측결과표명,여CK상비,단시담비(N)처리적토양궤정질매활성현저제고,상규담린갑처리(NPK)처리적궤정질매화α-포도당감매활성현저증강,NPKM처리제고료토양궤정질매、섬유소매화과양화물매활성;산성린산단지매화목취당매활성재각처리간무현저차이.귀일화매활성치,NPKM처리현저고우CK화기타시비처리.[결론]장기유궤무궤비배시가현저제고토양세균다양성,병개변토양세균화진균적군락결구,제고토양매활성,인이제고료농전생태계통적생산력병대생태계통건강유개선작용.