化肥连续施用条件下植烟土壤微生物群落响应特征

作     者：刘艳霞 付生华 李想 王骏飞 张恒 李寒 方正华 袁修堂 徐健 焦剑 LIU Yanxia;FU Shenghua;LI Xiang;WANG Junfei;ZHANG Heng;LI Han;FANG Zhenghua;YUAN Xiutang;XU Jian;JIAO Jian

作者机构：贵州省烟草科学研究院贵州省贵阳市观山湖区550000 中国烟草总公司贵州省公司贵州省贵阳市550000 福建中烟工业有限责任公司厦门市思明区361000 

出 版 物：《中国烟草学报》 (Acta Tabacaria Sinica)

年 卷 期：2022年第28卷第6期

页      面：104-114页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金“连作条件下导病抑病型植烟土壤根际微生物群落演替及生物修复”(31860597) 院士工作站(黔科合平台人才4004) 中国烟草总公司贵州省公司科技项目“根际增氧技术促进有机肥养分转化的研究与应用”(201905) 中国烟草总公司贵州省公司科技项目“基于烟叶特色香气品质彰显的土壤微生物调控技术研究与应用”(2021XM18) 中国烟草总公司贵州省公司科技项目“烤烟根系趋化菌群重建抵御青枯菌机制及应用研究”(2022XM03) 福建中烟科技项目“福建中烟贵州基地单元高品质上部烟叶开发技术集成研究与应用”(2021350000340504) 

主　　题：植烟土壤 土柱模拟系统 化肥 微生物群落结构 功能基因 关联网络 

摘      要：【目的】为探索土壤微生物对化肥连续施用的响应特征。【方法】选择烟草生产中常用的9种化学肥料,设置减少50%、常规施肥量和增加50%施用量3个肥料浓度梯度,采用土柱模拟系统结合微生物高通量测序、Biolog表型芯片等技术,研究长期不同施肥处理条件下土壤微生物群落的结构、功能基因、生态多样性的变化情况,并构建化肥与土壤微生物关联网络。【结果】(1)连续施用9种化学肥料后土壤微生物群落结构多样性中放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)变化幅度较大,磷肥和复合肥增加放线菌门相对丰度,磷肥减少变形菌门相对丰度。(2)连续施肥条件下,尿素施用量减少50%处理的Shannon指数比初期增加1.77%,氯化钾减少50%处理和常规施肥处理在初期明显提高土壤微生物多样性,后期Shannon指数略有下降,与不施肥空白对照之间无显著差异,烤烟专用复合肥常规施肥处理Shannon指数后期较初期下降35.01%。(3)常规施肥浓度下钙镁磷肥处理的氨基酸与核苷酸运输和代谢基因表达较空白对照增多,氯化钾处理的碳水化合物运输和代谢、转录功能、次生代谢产物合成基因明显高于其他处理,硝酸钾处理的脂质转运和代谢基因表达要高于其他处理。(4)化肥对土壤微生物群落影响从高到低依次为硫酸钾硝酸钾复合肥料磷酸一铵硝酸铵普钙氯化钾钙镁磷肥尿素。【结论】不同种类化肥连续施用均对土壤微生物群落产生不利影响,复合肥对土壤的冲击作用大于单质肥料,氯化钾的施用对土壤微生物的不利影响程度较轻。