高碳基肥减氮施用对土壤肥力和细菌多样性的影响

作者:苏梦迪; 马啸; 胡丽涛; 赵龙杰; 彭军; 王欢欢; 张松涛
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过量施用化肥导致土壤环境恶化,严重影响作物生产。高碳肥料对改善农田土壤生态环境具有重要作用,对土壤肥力和微生物多样性有很大影响。通过田间试验,对种植烟草的土壤、NF(不施肥)、GCK(常规施肥纯氮为111 kg/hm~2)、G3(高碳基肥料450 kg/hm~2+99.9 kg/hm~2纯氮)(氮减量10%)设置了五个处理,G5(高碳基肥料750 kg/hm~2+88.8 kg/hm~2纯氮)(氮减量20%)G7(高碳基肥料1050 kg/hm~2+77.7 kg/hm~2纯氮)(氮减量30%)。利用高通量测序技术分析土壤细菌多样性,测定土壤化学成分,阐明高碳基肥减氮施用对土壤肥力和细菌多样性的影响。结果表明:1)在pH、碱解氮和碱解氮,氮肥减量施用高碳基肥可以提高土壤速效磷和速效钾的含量。移栽90天后,碱解氮pH的土壤、G7的速效磷和速效钾分别增加了23.49%、8.78%、20.28%和27.81%。2) 那个施用高碳肥料和氮减排对细菌多样性有很大影响。在门的层面上,G7在Proteobacteria移植后,分别增长了93.9%和28.2%。移植后60天,与对照组相比,G3处理使拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度增加了93.42%。施用高碳基肥料和氮减排降低了酸杆菌门(Acidobacteria)的产量,其中G7处理在移栽后30天内减少最多,比对照低35.39%。在属水平上,G7治疗在移植后30天和60天增加了鞘氨醇单胞菌属的相对丰度(Sphingomonas)和假关节杆菌(Pseudarthrobacter),在移植后60天减少了产黄杆菌的相对丰度(Rhodanobacter)。总的来说,G7的治疗对细菌多样性有很大影响。3) 冗余分析(redundancy analysis、RDA)表明,土壤pH、速效钾、速效磷和碱解氮与变形菌门、拟杆菌门、芽单胞菌门(Gemma、timonadetes)呈正相关。施用1050kg/hm2高碳基肥+77.7kg/hm2纯氮(减氮30%)对提高土壤肥力效果最好,对土壤细菌多样性影响较大。本研究为进一步探索高碳肥料的减氮改良土壤及其对土壤微生物多样性的影响提供了科学线索。