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有机无机肥长期配施对毛竹林土壤固碳和固氮微生物的影响

         
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【目的】探讨毛竹林长期有机无机肥配施对土壤固碳和固氮微生物群落结构的影响,以期为我国竹林土壤肥力维持和提高提供理论依据。【方法】采集毛竹林集约经营6年(IM6)、10年(IM10)、15年(IM15)、20年(IM20)的表层(0-20 cm)和亚表层(20-40 cm)土壤,以立地条件相同且未施肥毛竹林为对照(CK),采用荧光定量PCR(qPCR)、末端限制性片段长度多态分析(T-RFLP)和克隆文库,进行冗余分析(RDA)。【结果】1)不同经营年限土壤pH值稳定在5.0-5.5,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)和速效钾(AP)含量波动较大,但与CK相比,经营20后土壤养分含量均显著上升(P<0.05)。2)与CK相比,表层土壤固碳基因cbbL丰度在IM6时显著降低(P<0.05),IM20时土壤cbbL基因丰度恢复至CK水平;而各经营年限的土壤固氮基因nifH丰度显著低于CK(P<0.05)并持续下降。固碳和固氮微生物Shannon指数和均匀度指数在IM10显著下降(P<0.05),IM20时显著提高(P<0.05)。毛竹林各经营年限固碳微生物群落结构与CK差异显著,而固氮微生物的IM20群落结构与CK相似。3)系统发育分析表明,固碳微生物的优势菌群主要是变形菌门的慢生根瘤菌、百分红螺菌、运动硫黄球菌、美叶葡萄球菌、菊苣中根瘤菌、Starkeya novella;固氮微生物优势菌群主要是根瘤菌。4)固碳微生物群落结构与土壤AP和NH_(4)^(+)-N含量以及δ^(13) C变化显著相关,固氮微生物群落结构与土壤AP、AK、SOC、NO_(3)^(-)-N、C∶N和AN变化显著相关(P<0.05)。【结论】毛竹林长期配施有机无机肥,提高了土壤养分含量,且未造成土壤酸化,对改善土壤养分具有积极作用,土壤养分变化是驱动毛竹林土壤中固碳和固氮微生物丰度、多样性和群落结构变化的重要原因。

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