有机肥对潮土团聚体微生物碳代谢功能的影响

【目的】为完善细菌和真菌在微域环境下的碳代谢功能特征,提升设施潮土肥力。【方法】利用Illumina扩增子高通量测序技术,通过PICRUSt2软件联合KEGG数据库和FUNGuild数据库平台,分别对不同处理土壤团聚体中细菌和真菌的碳代谢功能进行预测分析。【结果】施用有机肥后,土壤团聚体的平均质量直径和几何均重直径分别提高了28%和17%;各级别团聚体中土壤有机碳(SOC)富集系数均大于1,10~7 mm、5~3 mm和2~0.5 mm级别团聚体中溶解性有机碳(DOC)富集系数小于1,而其他级别团聚体DOC富集系数均大于1;10~7 mm级别团聚体对SOC和DOC的贡献率最高,施用有机肥后分别由37.3%和36.8%提高至53.2%和47.6%,7~5 mm级别团聚体对SOC和DOC的贡献率也显著高于未施肥土壤(P<0.05);施用鸡粪有机肥后,原状土中的细菌碳代谢基因amyA、cdaR、cdhE和glxK的相对丰度显著升高了6.4%~19.5%,其中,amyA基因的相对丰度在10~7 mm、7~5 mm和0.5~0.25 mm级别的团聚体中分别显著升高了65.8%、37.1%和57.0%;cdaR基因在10~7 mm级别团聚体中的相对丰度显著升高了16.7%;cdhE基因的相对丰度在3~2 mm和0.5~0.25 mm级别的团聚体中分别显著升高了58.0%和117.8%。对真菌而言,施用鸡粪有机肥使腐生-共生营养型真菌在0.5~0.25 mm和<0.25 mm级别团聚体中的占比显著升高(P<0.05),其中,内生-垃圾腐生-土壤腐生-未定义腐生真菌相对丰度分别升高46.9%和73.3%,且这类真菌在0.5~0.25 mm和<0.25 mm级别团聚体中的相对丰度显著高于其他级别团聚体。【结论】长期施用鸡粪有机肥提高了团聚体的稳定性,促进有机碳在各级别团聚体中的积累,使SOC和DOC主要固持在宏团聚体中,同时也促进DOC从较大级别团聚体向较小级别团聚体的迁移。0.5~0.25 mm和<0.25 mm级别团聚体上细菌和真菌碳代谢功能显著异于其他级别团聚体,施用有机肥通过提高较大级别团聚体中参与不稳定碳降解的基因影响细菌的碳代谢功能,而通过提高较小级别团聚体中腐生-共生营养型真菌从而影响真菌对难降解碳的代谢功能。