保護(hù)性耕作土壤微生物與纖維素降解基因cbhI多樣性的研究.pdf

1、保護(hù)性耕作是在傳統(tǒng)耕作方式基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)措施，是一種比較完美的耕作方式。通常以秸稈殘茬的覆蓋量來(lái)衡量是否是保護(hù)性耕作，若在30％以上則認(rèn)為是保護(hù)性耕作，主要包含秸稈覆蓋耕作、少耕、免耕、深松、防止坡地水土流失、合理利用水資源、農(nóng)藥及肥料、合理輪作輪耕等技術(shù)。保護(hù)性耕作可保護(hù)農(nóng)田，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收益，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，為發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)奠定了基礎(chǔ)，因此，研究保護(hù)性耕作具有重要的意義。同時(shí)，纖維素降解菌在秸稈還田中秸稈的降解占主導(dǎo)地位。

2、
　　該試驗(yàn)始于2006年玉米季，以是否耕作和是否秸稈還田兩種因素設(shè)置了4個(gè)處理，土壤樣品采集于2013年春季4月初。研究了四種不同處理對(duì)土壤酶活性，土壤細(xì)菌、真菌多樣性和纖維素降解菌cbhI功能基因多樣性的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1)通過(guò)對(duì)四種不同處理的土壤樣品的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀進(jìn)行分析測(cè)定可知，在四種處理的土壤樣品中的全氮、有機(jī)碳、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀含量均: CNTWNTS＞CN

3、TWTS，CNTWNT＞CNTWT，CNTWNTS＞CNTWNT，CNTWTS＞CNTWT。其中CNTWNTS有其中的六項(xiàng)指標(biāo)為最高。土壤pH變化范圍不大。
　　2)采用稀釋平板涂布法對(duì)采集的四種樣品中的細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)可知，玉米小麥免耕播種且秸稈還田處理的土壤中細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌數(shù)量均高于其他3種處理，秸稈還田土壤中細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌數(shù)量高于沒(méi)有秸稈覆蓋的土壤，免耕播種土壤中細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌數(shù)量高于翻耕播種。

4、　　3)以傳統(tǒng)的土壤酶活測(cè)定方法對(duì)四種土樣中蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶和纖維素酶活性進(jìn)行測(cè)定，免耕耕作土樣中蔗糖酶的活性大于翻耕播種的土樣;有秸稈覆蓋的土樣中蔗糖酶活性大于無(wú)秸稈覆蓋的;CNTWNTS中土壤蔗糖酶活性最高，為13.55（葡萄糖mg/g干土·24h），比常規(guī)耕作方式中土壤蔗糖酶活性提高了56％。有秸稈覆蓋的土樣中過(guò)氧化氫酶活性同樣大于無(wú)秸稈覆蓋的，免耕耕作土樣中過(guò)氧化氫酶的活性大于翻耕播種的土樣;CNTWNTS中土壤過(guò)氧化氫酶活性

5、最高，達(dá)到2.617(0.1 KMnO4 mL/g干土·1h)，CNTWNT中土壤過(guò)氧化氫酶活性最低為2.335（0.1 KMnO4 mL/g干土·1h），比常規(guī)耕作方式中土壤過(guò)氧化氫酶活性提高了11.6％。秸稈覆蓋的土樣中纖維素酶活性大于無(wú)秸稈覆蓋的免耕耕作土樣中纖維素酶的活性大于翻耕播種的土樣;CNTWNTS中土壤纖維素酶活性最高，達(dá)到15.29（mg葡萄糖/10 g），CNTWT中土壤纖維素酶活性最低為10.38（mg葡萄糖/10

6、 g），比常規(guī)耕作方式中土壤纖維素酶活性提高了47.3％。
　　4)經(jīng)PCR-DGGE分析四種土樣中細(xì)菌、真菌群落多樣性可知，秸稈還田，土壤免耕耕作都能提高微生物的群落多樣性，且秸稈粉碎還田兩個(gè)處理彼此相似度較高，秸稈不還田兩個(gè)處理中相似度較高。秸稈還田處理細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)香農(nóng)指數(shù)明顯大于秸稈不還田處理。系統(tǒng)發(fā)育分析表明所測(cè)得的24個(gè)序列分別屬于Proteobacteria（變形菌門(mén)）、Verrucomicrob ia（疣微菌門(mén)）和A

7、ctinobacteria（放線(xiàn)菌門(mén)），其中優(yōu)勢(shì)菌群為Actinobacteria（放線(xiàn)菌門(mén)）。秸稈還田處理真菌群落結(jié)構(gòu)香農(nóng)指數(shù)明顯大于秸稈不還田處理。系統(tǒng)發(fā)育分析表明所測(cè)得的18個(gè)序列分別屬于Basidiomycota（擔(dān)子菌門(mén)）、Ascomycota（子囊菌門(mén)）和Glomeromycota（球囊菌門(mén)），其中，Basidiomycota（擔(dān)子菌門(mén)）為優(yōu)勢(shì)菌群。
　　5)采用PCR-RFLP對(duì)纖維素降解基因cbhI進(jìn)行分析，經(jīng)酶切