土壤phoC和phoD微生物群落对化肥和有机肥配施生物炭的响应

土壤微生物对土壤养分转化具有重要的影响,phoC和phoD作为编码磷酸酶的功能基因,其为检测环境中微生物种类、丰度和群落结构组成提供了有效手段,而研究化肥和有机肥配施生物炭处理下植株根际和非根际土壤phoC和phoD微生物群落多样性变化的规律,又可为生物炭的农业利用提供科学依据.以玉米秸秆和稻壳为供试材料,采用盆栽试验的方法,设置对照(CK)、传统施肥(F)、化肥+20t·hm^(-2)稻壳生物炭(FP)、化肥+10 t·hm^(-2)稻壳生物炭+10 t·hm^(-2)玉米生物炭(FPM)、有机肥+20 t·hm^(-2)稻壳生物炭(PP)和新鲜有机肥+20 t·hm^(-2)稻壳生物炭(NPP)6个处理,通过采用T-RFLP和荧光定量PCR技术解析根际和非根际土壤phoC和phoD的群落结构,阐明phoC和phoD对添加生物炭的响应特征.结果表明:(1)根际土和非根际土中,phoD的群落结构比phoC更复杂,化肥和有机肥配施生物炭后增加phoC的末端限制性片段数;(2)化肥和有机肥配施生物炭使得非根际土phoC拷贝数较CK均有所降低,FP、FPM、PP和NPP处理较CK分别降低了9.18%、11.46%、10.97%和13.76%,有机肥配施生物炭使得根际土phoD的拷贝数较CK有所增加,PP和NPP处理较CK分别增加了2.48%和5.16%;(3)土壤中的总磷是影响非根际土壤phoC微生物群落结构的主要因子(P<0.01),而根际土中phoC微生物群落结构受到多种环境因子的调控,pH是影响phoD拷贝数最关键的环境因子,且phoD拷贝数与土壤硝态氮和pH有显著的相关性.化肥和有机肥配施生物炭可促进土壤磷转化功能微生物的生长繁殖,对提高磷肥利用率具有重要意义.

化肥和有机肥配施生物炭对土壤磷酸酶活性和微生物群落的影响

研究化肥和有机肥配施生物炭处理下植株根际、非根际土壤磷酸酶活性和phoC、phoD基因微生物群落多样性变化的规律,可为土壤磷库中难溶性磷素向植物根系可吸收的无机态磷酸根离子转化提供一定的理论指导,同时也为土壤中磷素有效性的提高和生物炭的农业利用提供一定的试验依据.本研究以玉米秸秆和稻壳秸秆为供试材料,采用盆栽试验的方法,设置对照(CK)、传统施肥(F)、化肥+20 t·hm^(-2)稻壳生物炭(FP)、化肥+10t·hm^(-2)稻壳生物炭+10 t·hm^(-2)玉米生物炭(FPM)、有机肥+20t·hm^(-2)稻壳生物炭(PP)和新鲜有机肥+20t·hm^(-2)稻壳生物炭(NPP)这6个处理,通过测定根际、非根际土壤酸性磷酸酶(ACP)活性、碱性磷酸酶(ALP)活性和采用T-RFLP技术解析phoC和phoD基因的多样性,阐明生物炭对植物-土壤-微生物三者形成的微生态系统的影响.结果表明:(1)非根际土壤中各处理ALP和ACP活性较CK均有降低,根际土壤中,化肥和有机肥配施生物炭后ALP活性显著增加,根际土壤的ACP活性高于非根际土壤;(2)化肥和有机肥配施生物炭显著增加了根际、非根际土壤中phoC和phoD基因群落的多样性(P<0.05),根际土壤中微生物群落的多样性和丰富度高于非根际;(3)ACP活性与phoC基因微生物群落呈负相关关系,绝大多数处理ALP活性与phoD微生物群落呈正相关关系.化肥和有机肥配施生物炭可增加果园植株根际土壤的酶活性以及根际和非根际土壤中phoC和phoD基因的多样性.