土壤團聚體中微生物群落的空間分布及其對耕作的響應(yīng).pdf

1、土壤中的微生物居住在一個由土壤顆?？刂频沫h(huán)境里，這些土壤顆粒的特性、形狀和大小各異，并且具有高度復(fù)雜的空間分布與組成。微生物活動不僅對N的礦化，反硝化，生物固N，C、N循環(huán)等生化過程有較大影響，而且影響土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及土壤中有機污染物的降解。土壤水穩(wěn)定性團聚體是最重要的土壤結(jié)構(gòu)體，了解微生物在土壤團聚體中的分布對于預(yù)測這些過程的發(fā)生以及反應(yīng)速率是至關(guān)重要的。本文以亞熱帶地區(qū)長期定位試驗紫色水稻土為研究材料，涉及3個處理：壟作免耕(R

2、NT)、冬水稻田(FPF)和常規(guī)平作(CT)，在全面了解長期保護性耕作下亞熱帶地區(qū)紫色水稻土基礎(chǔ)上，運用常規(guī)分析技術(shù)和方法表征土壤團聚體組成及團聚體的孔隙和水分、營養(yǎng)元素特征，并采用麥角固醇和胞壁酸標(biāo)記法測定各級團聚體中真菌和細(xì)菌的生物量，同時運用氯仿熏蒸浸提法、平板培養(yǎng)法、PCR—DGGE法分析三種不同耕作方式對團聚體中微生物分布的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 (1)土壤不同耕作制度對土壤團聚體及團聚體水分和孔隙的影響

3、：＞2.0mm水穩(wěn)定性團聚體的數(shù)量：壟作免耕＞冬水稻田＞常規(guī)平作；壟作免耕的土壤容重為1.18，小于冬水稻田的1.23和常規(guī)平作的1.28，土壤容重小，結(jié)構(gòu)疏松，總孔度壟作免耕52.0％，大于冬水稻田的50.0％和常規(guī)平作的46.0％。在相同的土壤水勢下，土壤的含水量相關(guān)系數(shù)r2壟作免耕土壤為0.997，大于冬水稻田的0.903和常規(guī)平作的0.877，壟作免耕的含水量大于冬水稻田和常規(guī)平作土壤。
　　 (2)在同一耕作制度下，不

4、同粒徑的團聚體之間，0.053～0.25mm粒徑的有機碳、全磷、全鉀和全氮含量在各分布中最低(p＜0.05)；＜0.25 mm，團聚體直徑愈小，交換性陽離子、有機碳、全磷、全鉀和全氮含量愈高；團聚體粒徑＞0.25mm，隨團聚體直徑改變，有機碳、全磷、全鉀和全氮含量沒有明顯規(guī)律性。與冬水稻田和常規(guī)平作處理相比，壟作免耕可顯著增加各級團聚體的養(yǎng)分儲量。
　　 (3)微生物生物量碳、氮及可溶性有機碳在亞熱帶地區(qū)紫色水稻土水穩(wěn)定性團聚體

5、中的分布主要受團聚體結(jié)構(gòu)本身的影響(p＜0.05)，而耕作措施對其分布模式的影響不顯著(0＞0.05)；微生物生物量碳在土壤團聚體中分布均勻，微生物生物量氮與可溶性有機碳在＜0.25mm微團聚體中含量最高。壟作免耕有利于提高土壤團聚體中的微生物生物量及可溶性有機碳含量。
　　 (4)采用麥角圃醇和胞壁酸標(biāo)記法測定各級團聚體中真菌和細(xì)菌的生物量。結(jié)果顯示在壟作免耕、冬水稻田、常規(guī)平作土樣中，真菌生物量與細(xì)菌生物量在＜0.053 m

6、m的粘粒中含量最低；在0.053～0.25 mm的土壤微團聚體中最高：在＞0.25 mm的大團聚體中真菌和細(xì)菌生物量隨粒徑的增大而增多，但細(xì)菌和真菌生物量在不同耕作方式的土樣中的變化模式有一定的差異。壟作免耕的土壤真菌和細(xì)菌的生物量在三種耕作方式中最高，冬水稻田次之，常規(guī)平作最低。真菌生物量與細(xì)菌生物量的比率分布模式在不同耕作方式的土樣中差異較大，壟作免耕的真菌生物量與細(xì)菌生物量的比率在三種耕作方式中最高，冬水稻田次之，常規(guī)平作最低，但

7、除了在0.25 mm～1.0 mm、2.0 mm～4.76 mm的團聚體之間有明顯差異外(p＜0.05)，其余粒徑之間均無明顯差異(p＞0.05)。土壤真菌生物量和細(xì)菌生物量在亞熱帶紫色水稻土水穩(wěn)定性團聚體中的分布模式與團聚體的粒徑和耕作方式有關(guān)，三種耕作方式中壟作免耕的影響最為明顯。
　　 (5)＜0.25mm的土壤團聚體，隨著粒徑的減小，真菌數(shù)量增加：粒級為0.053～0.25 mm的土壤團聚體，真菌數(shù)量最低(p＜0.05)

8、，壟作免耕、冬水稻田和常規(guī)平作分別為1.52、0.84、0.73(104個/g．干土)。＞0.25 mm，團聚體粒徑越大，真菌的多樣性指數(shù)改變沒有明顯規(guī)律性。＜0.25mm，團聚體粒徑越小，真菌的多樣性指數(shù)越高。真菌的豐富度壟作免耕＞冬水稻田＞常規(guī)平作。在壟作免耕土壤中存在大量的菌絲態(tài)真菌，表明免耕具有較穩(wěn)態(tài)的土壤環(huán)境和較穩(wěn)態(tài)的生物類群。
　　 (6)六種不同的DNA提取方法中，改良的DNA kit法效果最好。采用基因V3區(qū)具有