四川凉山会东县不同海拔农田土壤phoD基因群落组成及多样性特征

通过分析四川省凉山会东县农田土壤phoD基因群落组成及多样性对不同海拔高度的响应,以期深入认识凉山高原地区不同海拔农田土壤磷素及涉磷微生物群落的分布特点,为建立合理的施肥制度提供科学依据。以凉山州会东县不同海拔高度(1700 m、1900 m、2100 m)土壤为研究对象,通过化学分析和高通量测序技术对土壤理化性质、有机磷组分和含量以及phoD基因群落进行分析。结果表明,pH与海拔高度呈正相关。海拔2100 m的土壤全磷和有效磷含量最高,1900 m的有机磷(OP)、活性有机磷(LOP)、中等活性有机磷(MLOP)和中稳性有机磷(MROP)含量最高,而1700 m海拔的无机磷含量最高。对于不同海拔下的phoD基因群落变化,Shannon指数在高海拔地区最高。同时,3个海拔高度下phoD群落结构差异明显,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)是3个海拔高度的主要门类,而慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)是低海拔1700 m的主要优势属。土壤pH和总磷(TP)是驱动不同海拔土壤phoD基因群落组成的关键因子。综上,凉山会东高原地区不同海拔高度农田土壤中的phoD基因群落变异明显(P<0.05),且受到土壤pH和总磷的显著影响(P<0.05)。农业生产上应采取因地制宜的施肥措施。

有机物料投入对喀斯特地区土壤磷素赋存形态与含phoD基因细菌群落的影响

针对喀斯特地区有机物料盈余、土壤养分贫瘠和易流失的特点,设置长期有机物料还田小区定位试验,试验包括6个处理:不施肥对照(CK)、无机肥(NPK)、无机肥+玉米秸秆(NPKS)、无机肥+农家肥(NPKM)、无机肥+滤泥(NPKL)和无机肥+甘蔗灰(NPKA).研究不同有机物料投入对土壤磷赋存形态和磷活化功能微生物(含有机磷矿化基因细菌)群落结构的影响.通过3 a断续的观测,结果表明,土壤全磷(TP)、速效磷(Olsen-P)和二钙磷(Ca_②-P)含量呈逐年增加趋势,而氯化钙磷(CaCl_②-P)含量呈先降低再增加的趋势;与不施肥对照相比,有机物料投入尤其是滤泥配施能显著提高土壤全氮(TN)、TP、Olsen-P、CaCl_②-P和Ca_②-P含量,其次是甘蔗灰和农家肥配施处理;相关分析表明,CaCl_②-P、Ca_②-P和Olsen-P均与土壤交换性钙(Ca-ex)含量显著正相关;冗余分析(RDA)表明土壤TN、Ca-ex、有机碳(SOC)和土壤全钾(TK)含量是影响土壤磷组分的关键因子.高通量测序分析含有机磷矿化基因(含phoD基因)细菌群落结果表明,与不施肥对照相比,秸秆还田配施无机肥处理显著增加土壤含phoD基因细菌丰富度,但各处理间含phoD基因细菌群落结构无显著差异.RDA分析结果表明,土壤Ca-ex、TK、Olsen-P、pH和SOC是驱动含phoD基因细菌群落变化的关键因子.总体上看,无机肥配施滤泥、甘蔗灰和农家肥是广西喀斯特地区农田土壤较为合适的养分管理方式.研究可为喀斯特地区有机废弃资源利用与土壤磷素管理提供科学依据.