水稻土演變過程中微生物組成與結(jié)構(gòu)特征變化的研究.pdf

1、時間序列在研究不同類型土壤演化速率與方向進(jìn)而建立土壤發(fā)生演化模型上具有重要的價值，并且能為土壤發(fā)生學(xué)理論的驗(yàn)證提供寶貴的信息。然而，這些研究主要集中在自然條件下的土壤，而受人為強(qiáng)烈影響的水稻田土壤的時間序列研究并不多。本論文選擇母質(zhì)相對一致、氣候條件沒有實(shí)質(zhì)性差別的上虞（耕作年限10-30）和慈溪(耕作年限50-2000)兩個地區(qū)不同耕作年限的水稻土樣品，并以相同耕作年限的旱地土壤和未利用土壤作為對照。以土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)為主線，

2、探討了水稻土演變過程中土壤微生物數(shù)量、脂肪酸組成、遺傳多樣性及其群落結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，獲得以下主要結(jié)果:
　　1.理化性質(zhì)。隨著耕作年限的增加，上虞和慈溪的水稻土的EC和全鉀含量下降，而土壤有機(jī)碳、總氮含量增加。與未利用土壤相比，耕作30年的上虞水稻土的有機(jī)碳和全氮分別增加了5.2和0.21 g kg-1，耕作2000年的慈溪水稻土分別增加了19.4和2.0 g kg-1。相比旱地而言，水稻耕作的EC下降更為迅速。耕作10-30年的

3、上虞旱地土壤的EC值顯著高于水稻土;50-300年慈溪早地土壤與水稻土的EC差異不顯著。相同耕作年限下，水稻耕作能促進(jìn)有機(jī)碳和全氮的積累。
　　2.土壤酶活性。上虞和慈溪的水稻土脲酶、磷酸酶、芳基硫酯酶和脫氫酶活性，隨著耕作年限的增加而增加，酶活性與耕作年限間呈顯著正相關(guān)。耕作10-30年的上虞水稻和旱地土壤的酶活性差異不顯著;50-300年慈溪水稻土的脫氫酶、芳基硫酯酶和萄糖苷酶的活性遠(yuǎn)高于相同耕作年限的旱地土壤，但過氧化氫酶、

4、脲酶、磷酸酶活性差異不顯著。
　　3.微生物數(shù)量。上虞和慈溪水稻土細(xì)菌、真菌數(shù)量均與耕作年限呈顯著正相關(guān)關(guān)系。耕作10-30年的上虞旱地和水稻土間細(xì)菌、真菌數(shù)量差異不顯著。50-300年旱地和水稻土細(xì)菌數(shù)量差異不顯著，但早地土壤的真菌數(shù)量均高于水稻土。
　　4.磷脂脂肪酸組成。上虞和慈溪的水稻土磷脂脂肪酸組成并不相同，但均含有較高的羥基磷脂脂肪酸。與未利用土壤相比，上虞水稻耕作顯著提高了土壤細(xì)菌的相對含量，但降低了真菌磷脂脂

5、肪酸百分含量。耕作年限對慈溪水稻土細(xì)菌的相對含量影響不顯著，但與真菌摩爾百分含量呈顯著負(fù)相關(guān)。相比于旱地土壤，相同耕作年限下，上虞和慈溪水稻土的革蘭氏陽性菌/革蘭氏陰性菌的比值更低。
　　5.遺傳多樣性。上虞水稻土細(xì)菌多樣性與耕作年限呈顯著正相關(guān)，真菌多樣性差異不顯著。慈溪水稻土真菌多樣性與耕作年限呈顯著負(fù)相關(guān)，細(xì)菌多樣性與耕作年限無顯著相關(guān)性。與旱地土壤相比，上虞水稻土發(fā)育過程中增加了細(xì)菌的多樣性指數(shù)，慈溪水稻土發(fā)育過程中降低了

6、真菌的多樣性指數(shù)。土壤EC、有機(jī)碳和總氮為影響微生物多樣性分布的主要因子。
　　6.群落組成。兩個土壤序列的細(xì)菌主要分屬于6個門，包括Proteobacteria、Acidobacteria、Bacteroidetes、Verrucomicrobia、Actinobacteria和Firmicutes。兩個土壤序列的真菌主要分屬于5個門Ascomycota、 Chytridiomycota、Basidiomycota、Glomer

7、omycota和Zygomycota。土壤pH、 EC和有機(jī)碳的變化是影響細(xì)菌群落差異的主要因素，而土壤利用類型和總氮是影響真菌群落差異的主要因子。相關(guān)性分析表明，土壤氮含量的增加會導(dǎo)致Proteobacteria和Ascomycota比例的下降，而Verrucomicrobia的比例會增加。利用miseq測序可以較好的解釋土壤中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化，并可以將水稻劃分為老齡、中齡和幼齡。而由于多數(shù)的真菌無法歸類，miseq測序結(jié)果無法按年