農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 2 4 1 1 2 2 7 4 2 2 7 5 1 2 0 2 2 年 1 2 月 開 放 科 學(xué) O S I D 土 壤 改 良 基 質(zhì) 對(duì) 土 壤 性 狀 及 微 生 物 群 落 的 影 響 吳 昊 1 歐 陽 俊 峰 1 宋 時(shí) 麗 1 陸 曉 林 1 張 振 華 2 管 永 祥 3 張 勇 4 戴 傳 超 1 1 南 京 師 范 大 學(xué) 生 命 科 學(xué) 學(xué) 院 江 蘇 省 微 生 物 資 源 產(chǎn) 業(yè) 化 工 程 技 術(shù) 研 究 中 心 江 蘇 省 微 生 物 與 功 能 基 因 組 學(xué) 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 南 京 2 1 0 0 2 3 2 江 蘇 省 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 資 源 與 環(huán) 境 研 究 所 南 京 2 1 0 0 1 4 3 江 蘇 省 農(nóng) 業(yè) 技 術(shù) 推 廣 總 站 南 京 2 1 0 0 3 6 4 江 蘇 省 句 容 藍(lán) 天 碧 水 生 物 科 技 有 限 公 司 江 蘇 句 容 2 1 2 4 0 2 E f f e c t s o f t h e a p p l i c a t i o n o f s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m o n s o i l p r o p e r t i e s a n d m i c r o b i a l c o m m u n i t i e s W U H a o 1 O U Y A N G J u n f e n g 1 S O N G S h i l i 1 L U X i a o l i n 1 Z H A N G Z h e n h u a 2 G U A N Y o n g x i a n g 3 Z H A N G Y o n g 4 D A I C h u a n c h a o 1 1 J i a n g s u K e y L a b o r a t o r y f o r M i c r o b e s a n d F u n c t i o n a l G e n o m i c s J i a n g s u E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y R e s e a r c h C e n t e r f o r I n d u s t r i a l i z a t i o n o f M i c r o b i a l R e s o u r c e s C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s N a n j i n g N o r m a l U n i v e r s i t y N a n j i n g 2 1 0 0 2 3 C h i n a 2 I n s t i t u t e o f A g r i c u l t u r a l R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t J i a n g s u A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s N a n j i n g 2 1 0 0 1 4 C h i n a 3 G e n e r a l S t a t i o n o f J i a n g s u A g r i c u l t u r a l T e c h n o l o g y E x t e n s i o n N a n j i n g 2 1 0 0 3 6 C h i n a 4 J u r o n g B l u e S k y B i o l o g i c a l T e c h n o l o g y C o L t d J u r o n g 2 1 2 4 0 2 C h i n a A b s t r a c t A o n e y e a r f i e l d s t u d y w a s c o n d u c t e d t o s t u d y t h e e f f e c t s o f t h e c o m b i n e d a p p l i c a t i o n o f c h e m i c a l f e r t i l i z e r a n d s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M m a d e f r o m f e r m e n t e d a n d d e c o m p o s i n g s t r a w o n w h e a t y i e l d a n d t h e s o i l m i c r o b i a l c o m m u n i t y i n a t y p i c a l l y l o w y i e l d i n g w h e a t m a i z e r o t a t i o n a r e a o f t h e Y e l l o w R i v e r d i e d r i v e r w a y T h e w h e a t y i e l d a n d s o i l m i c r o b i a l c o m m u n i t y w e r e s u b j e c t e d t o f i v e t r e a t m e n t s c h e m i c a l f e r t i l i z e r C K n o s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m 3 0 0 0 k g h m 2 s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M 1 6 0 0 0 k g h m 2 s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M 2 9 0 0 0 k g h m 2 s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M 3 a n d 1 2 0 0 0 k g h m 2 s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M 4 I n a l l t h e t r e a t m e n t s s a m e a m o u n t s o f c h e m i c a l f e r t i l i z e r w e r e u s e d O n t r e a t m e n t t h e c r o p y i e l d s o i l p r o p e r t i e s n u t r i t i o n a n d m i c r o b i a l c o m m u n i t y w e r e a n a l y z e d T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e S M i n p u t i n c r e a s e d t h e w h e a t p r o d u c t i o n w i t h t h e h i g h e s t 收 稿 日 期 2 0 2 2 1 0 1 0 錄 用 日 期 2 0 2 2 1 2 0 6 作 者 簡(jiǎn) 介 吳 昊 1 9 9 6 男 碩 士 研 究 生 從 事 環(huán) 境 微 生 物 研 究 E m a i l w u h a o 1 9 9 6 f o x m a i l c o m 通 信 作 者 戴 傳 超 E m a i l d a i c h u a n c h a o n j n u e d u c n 基 金 項(xiàng) 目 江 蘇 省 農(nóng) 業(yè) 科 技 自 主 創(chuàng) 新 資 金 項(xiàng) 目 C X 1 7 1 0 0 1 J A S T 1 F P r o j e c t s u p p o r t e d J i a n g s u A g r i c u l t u r e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n F u n d C X 1 7 1 0 0 1 J A S T 1 F 摘 要 為 了 研 究 發(fā) 酵 腐 熟 的 秸 稈 作 為 有 機(jī) 添 加 基 質(zhì) S M 與 化 肥 聯(lián) 合 施 用 對(duì) 小 麥 產(chǎn) 量 和 土 壤 微 生 物 群 落 及 多 樣 性 的 影 響 本 研 究 對(duì) 我 國(guó) 小 麥 玉 米 典 型 低 產(chǎn) 區(qū) 黃 河 故 道 以 沙 壤 土 為 主 進(jìn) 行 了 基 質(zhì) 不 同 施 用 量 的 田 間 試 驗(yàn) 試 驗(yàn) 包 括 5 個(gè) 處 理 化 肥 C K 無 土 壤 改 良 基 質(zhì) 3 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 質(zhì) S M 1 6 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 質(zhì) S M 2 9 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 質(zhì) S M 3 1 2 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 質(zhì) S M 4 所 有 處 理 的 化 肥 用 量 與 C K 相 同 研 究 分 析 了 不 同 S M 添 加 下 小 麥 產(chǎn) 量 土 壤 性 狀 和 營(yíng) 養(yǎng) 及 微 生 物 群 落 結(jié) 構(gòu) 的 變 化 結(jié) 果 顯 示 該 有 機(jī) 改 良 劑 提 高 了 小 麥 產(chǎn) 量 產(chǎn) 量 最 高 達(dá) 到 了 8 2 7 6 4 0 k g h m 2 是 C K 組 的 1 3 2 倍 同 時(shí) 也 增 加 了 1 6 S 和 1 8 S 基 因 的 拷 貝 數(shù) 峰 值 分 別 達(dá) 到 C K 的 1 5 3 倍 和 7 8 倍 并 改 變 了 真 菌 的 微 生 物 群 落 結(jié) 構(gòu) 提 高 了 微 生 物 群 落 的 多 樣 性 隨 著 S M 的 施 用 量 增 加 土 壤 微 生 物 生 物 量 碳 微 生 物 生 物 量 氮 和 土 壤 多 種 酶 活 也 同 步 增 加 典 型 相 關(guān) 分 析 結(jié) 果 表 明 微 生 物 生 物 量 碳 和 有 機(jī) 質(zhì) 對(duì) 土 壤 真 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 的 影 響 最 為 顯 著 研 究 表 明 S M 作 為 有 機(jī) 改 良 劑 可 以 提 高 黃 河 故 道 由 于 河 流 沖 擊 形 成 的 低 產(chǎn) 沙 壤 土 地 區(qū) 的 小 麥 產(chǎn) 量 關(guān) 鍵 詞 農(nóng) 田 改 造 小 麥 產(chǎn) 量 貧 瘠 土 壤 微 生 物 群 落 土 壤 性 狀 中 圖 分 類 號(hào) S 5 1 2 1 X 1 7 2 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 A 文 章 編 號(hào) 1 6 7 2 2 0 4 3 2 0 2 2 1 2 2 7 4 2 1 0 d o i 1 0 1 1 6 5 4 j a e s 2 0 2 2 1 0 1 0 吳 昊 歐 陽 俊 峰 宋 時(shí) 麗 等 土 壤 改 良 基 質(zhì) 對(duì) 土 壤 性 狀 及 微 生 物 群 落 的 影 響 J 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) 2 0 2 2 4 1 1 2 2 7 4 2 2 7 5 1 W U H O U Y A N G J F S O N G S L e t a l E f f e c t s o f t h e a p p l i c a t i o n o f s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m o n s o i l p r o p e r t i e s a n d m i c r o b i a l c o m m u n i t i e s J J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 2 4 1 1 2 2 7 4 2 2 7 5 1 吳 昊 等 土 壤 改 良 基 質(zhì) 對(duì) 土 壤 性 狀 及 微 生 物 群 落 的 影 響 2 0 2 2 年 1 2 月 w w w a e s o r g c n 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) 和 微 生 物 與 作 物 產(chǎn) 量 及 土 壤 質(zhì) 量 關(guān) 系 密 切 1 隨 著 人 口 數(shù) 量 的 增 加 和 生 活 水 平 的 提 高 糧 食 需 求 量 也 日 益 增 長(zhǎng) 尤 其 是 在 糧 食 低 產(chǎn) 和 中 產(chǎn) 地 區(qū) 這 種 矛 盾 尤 為 突 出 我 國(guó) 人 均 耕 地 有 限 大 多 數(shù) 地 區(qū) 的 耕 地 貧 瘠 且 產(chǎn) 量 較 低 2 因 此 提 高 耕 地 產(chǎn) 量 以 滿 足 食 物 需 求 對(duì) 我 國(guó) 具 有 重 要 意 義 各 類 有 機(jī) 添 加 物 如 豆 科 植 物 糞 肥 和 有 機(jī) 肥 等 被 用 于 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 以 提 高 耕 地 產(chǎn) 量 3 6 但 這 些 有 機(jī) 添 加 劑 對(duì) 提 升 土 壤 肥 力 的 效 果 有 限 例 如 種 植 豆 科 作 物 改 良 土 壤 時(shí) 需 要 很 長(zhǎng) 時(shí) 間 來 供 植 物 吸 收 固 氮 因 此 對(duì) 土 壤 質(zhì) 量 的 改 良 見 效 較 慢 7 植 物 殘 體 和 糞 肥 的 使 用 有 引 入 病 原 菌 和 提 高 土 壤 重 金 屬 含 量 的 風(fēng) 險(xiǎn) 3 4 8 9 此 外 商 業(yè) 化 有 機(jī) 改 良 劑 的 生 產(chǎn) 還 受 到 原 料 來 源 和 成 本 的 限 制 因 此 尋 找 可 以 快 速 培 肥 且 成 本 低 廉 的 土 壤 改 良 劑 成 為 了 一 個(gè) 重 要 的 研 究 領(lǐng) 域 秸 稈 作 為 一 種 重 要 的 農(nóng) 業(yè) 廢 棄 物 直 接 還 田 會(huì) 伴 隨 病 原 菌 的 侵 染 和 對(duì) 養(yǎng) 分 的 爭(zhēng) 奪 1 0 因 此 本 研 究 使 用 發(fā) 酵 和 分 解 的 秸 稈 作 為 土 壤 改 良 劑 即 土 壤 改 良 培 肥 基 質(zhì) S M 基 質(zhì) 的 有 機(jī) 質(zhì) 含 量 超 過 5 5 活 菌 數(shù) 超 過 2 1 0 8 c f u g 1 原料廉價(jià)易得 密度低且便于運(yùn)輸 為 驗(yàn) 證 該 基 質(zhì) 對(duì) 土 壤 酶 土 壤 微 生 物 和 作 物 產(chǎn) 量 的 影 響 本 課 題 組 在 我 國(guó) 小 麥 玉 米 的 典 型 低 產(chǎn) 區(qū) 進(jìn) 行 了 不 同 施 用 量 的 田 間 試 驗(yàn) 研 究 分 析 了 基 質(zhì) 對(duì) 土 壤 理 化 性 質(zhì) 和 生 物 學(xué) 性 質(zhì) 的 影 響 土 壤 性 質(zhì) 對(duì) 土 壤 微 生 物 群 落 和 多 樣 性 的 影 響 以 及 不 同 投 入 量 的 基 質(zhì) 對(duì) 小 麥 產(chǎn) 量 的 影 響 1 材 料 與 方 法 1 1 試 驗(yàn) 地 點(diǎn) 與 試 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 試 驗(yàn) 區(qū) 位 于 中 國(guó) 江 蘇 省 濱 海 縣 黃 河 灣 農(nóng) 場(chǎng) 3 4 0 8 N 1 1 9 5 3 E 農(nóng) 場(chǎng) 每 年 實(shí) 行 小 麥 玉 米 輪 作 制 該 地 屬 溫 帶 季 風(fēng) 氣 候 年 平 均 氣 溫 1 4 1 年 平 均 降 水 量 9 4 9 5 m m 土 壤 類 型 為 潮 土 有 機(jī) 質(zhì) 含 量 為 6 5 5 g k g 1 全 氮 含 量 為 0 5 5 g k g 1 有 效 氮 含 量 為 8 6 7 m g k g 1 有 效 磷 含 量 為 8 4 7 m g k g 1 有 效 鉀 含 量 為 6 5 5 4 m g k g 1 容 重 為 1 3 5 g c m 3 p H 值 為 8 5 0 土 水 比 為 1 2 5 田 間 試 驗(yàn) 設(shè) 置 5 個(gè) 處 理 1 化 肥 C K 無 土 壤 改 良 基 質(zhì) 2 3 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 質(zhì) S M 1 3 6 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 質(zhì) S M 2 4 9 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 質(zhì) S M 3 5 1 2 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 質(zhì) S M 4 所 有 處 理 的 化 肥 用 量 與 C K 相 同 土 壤 改 良 基 質(zhì) 理 化 性 質(zhì) 見 表 1 5 個(gè) 處 理 的 總 N 總 P 和 總 K 含 量 見 表 2 每 個(gè) 試 驗(yàn) 區(qū) 均 為 1 5 m 1 0 m 每 種 處 理 3 個(gè) 重 復(fù) 共 1 5 個(gè) 試 驗(yàn) 裂 區(qū) 各 裂 區(qū) 采 用 完 全 隨 機(jī) 分 配 按 當(dāng) b e i n g 8 2 7 6 4 0 k g h m 2 w h i c h i s 1 3 2 t i m e s h i g h e r t h a n t h e C K S o i l f e r t i l i z a t i o n a l s o i n c r e a s e d t h e 1 6 S a n d 1 8 S g e n e c o p i e s a n d m i c r o b i a l d i v e r s i t y o f w h i c h t h e 1 5 3 f o l d s a n d 7 8 f o l d s w e r e h i g h e s t a s t h e c o n t r o l r e s p e c t i v e l y I n c r e a s e i n S M a p p l i c a t i o n p r o p o r t i o n a t e l y i n c r e a s e d t h e s o i l m i c r o b i a l b i o m a s s c a r b o n m i c r o b i a l b i o m a s s n i t r o g e n a n d v a r i o u s e n z y m e a c t i v i t i e s T h e c o m p o s i t i o n o f s o i l f u n g a l c o m m u n i t y w a s r e p o r t e d t o b e d i f f e r e n t f o r S M a n d C K T h e s t u d y t h u s f i n d s t h a t m i c r o b i a l b i o m a s s c a r b o n a n d s o i l o r g a n i c m a t t e r a r e t h e m a i n s o i l c h a r a c t e r i s t i c s l e a d i n g t o t h e c h a n g e s o f t h e s o i l f u n g a l c o m m u n i t y s t r u c t u r e O u r r e s e a r c h d e m o n s t r a t e s a n a m e n d m e n t s t r a t e g y u s i n g S M a s a s o u r c e o f o r g a n i c m a t t e r f o r t h e i m p r o v e m e n t o f s a n d y l o a m t h a t h a s t h e p o t e n t i a l t o i n c r e a s e c r o p y i e l d i n a l l u v i a l s e d i m e n t s o f t h e Y e l l o w R i v e r K e y w o r d s f a r m l a n d r e n o v a t i o n w h e a t y i e l d p o o r s o i l m i c r o b i a l c o m m u n i t y s o i l p r o p e r t y 表 1 土 壤 改 良 基 質(zhì) 的 物 理 和 化 學(xué) 指 標(biāo) T a b l e 1 P h y s i c a l a n d c h e m i c a l i n d e x e s o f t h e s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m 指 標(biāo) I n d e x N g k g 1 P g k g 1 K g k g 1 濕 度 p H 體 積 密 度 g c m 3 有 效 菌 落 數(shù) c f u g 1 總 孔 隙 度 含 量 C o n t e n t 0 1 8 0 0 7 0 0 6 4 0 6 5 7 5 0 4 0 8 2 1 0 8 6 0 表 2 對(duì) 照 和 不 同 處 理 的 營(yíng) 養(yǎng) 成 分 k g h m 2 T a b l e 2 N u t r i e n t c o n t e n t s o f t h e a p p l i e d c h e m i c a l f e r t i l i z e r a n d s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m k g h m 2 營(yíng) 養(yǎng) 元 素 N u t r i t i v e e l e m e n t N 無 機(jī) N 有 機(jī) P 無 機(jī) P 有 機(jī) K 無 機(jī) K 有 機(jī) C K 2 7 0 1 5 0 7 5 S M 1 2 7 0 3 2 1 5 0 1 3 7 5 1 1 S M 2 2 7 0 6 5 1 5 0 2 5 7 5 2 2 S M 3 2 7 0 9 7 1 5 0 3 8 7 5 3 2 S M 4 2 7 0 1 3 0 1 5 0 5 0 7 5 4 3 2 7 4 3農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第 4 1 卷 第 1 2 期 地 耕 作 習(xí) 慣 在 上 季 作 物 收 獲 后 將 殘 留 秸 稈 粉 碎 還 田 土 壤 改 良 基 質(zhì) 于 2 0 1 7 年 7 月 小 麥 種 植 前 作 基 肥 施 用 小 麥 于 2 0 1 7 年 1 0 月 3 0 日 種 植 在 小 麥 生 長(zhǎng) 期 內(nèi) 各 處 理 均 有 養(yǎng) 分 含 量 共 計(jì) 2 7 0 k g h m 2 N 1 5 0 k g h m 2 P 2 O 5 和 7 5 k g h m 2 K 2 O 的 化 肥 施 用 到 田 間 本 課 題 組 開 發(fā) 的 土 壤 改 良 培 肥 基 質(zhì) 使 用 水 稻 秸 稈 和 小 麥 秸 稈 作 為 原 材 料 秸 稈 干 燥 后 濕 度 控 制 在 6 5 以 下 作 為 堆 肥 材 料 堆 肥 過 程 中 加 入 枯 草 芽 孢 桿 菌 和 黑 曲 霉 促 進(jìn) 發(fā) 酵 成 品 中 均 能 檢 測(cè) 到 兩 種 微 生 物 的 存 在 每 堆 堆 肥 的 原 材 料 重 達(dá) 3 t 長(zhǎng) 寬 高 分 別 為 1 8 1 5 1 5 m 根 據(jù) 堆 體 溫 度 的 變 化 每 1 0 1 5 d 翻 堆 一 次 加 入 硅 鎂 土 促 進(jìn) 黏 合 和 成 型 該 基 質(zhì) 完 全 由 本 課 題 組 研 發(fā) 并 由 句 容 藍(lán) 天 碧 水 生 物 科 技 有 限 公 司 商 業(yè) 化 生 產(chǎn) 1 2 樣 品 采 集 在 2 0 1 7 年 1 0 月 小 麥 種 植 前 S 0 2 0 1 8 年 3 月 小 麥 返 青 期 S 1 2 0 1 8 年 4 月 小 麥 拔 節(jié) 期 S 2 和 2 0 1 8 年 6 月 小 麥 成 熟 期 S 3 采 集 土 壤 樣 本 Z a d o k s 編 號(hào) 分 別 為 z 0 0 z 2 4 z 3 7 和 z 9 2 1 1 在 每 個(gè) 樣 地 中 隨 機(jī) 采 集 5 個(gè) 直 徑 3 8 m m 深 度 5 1 5 c m 的 土 芯 同 一 地 塊 的 土 壤 混 合 成 一 個(gè) 樣 本 將 采 集 的 新 鮮 土 壤 樣 品 分 為 兩 個(gè) 子 樣 本 一 個(gè) 子 樣 本 儲(chǔ) 存 在 2 0 用 于 D N A 提 取 另 一 個(gè) 子 樣 本 立 即 分 析 土 壤 性 質(zhì) 和 土 壤 酶 活 性 在 每 個(gè) 地 塊 對(duì) 角 線 位 置 設(shè) 置 3 個(gè) 等 距 采 樣 點(diǎn) 用 于 成 熟 期 植 物 樣 品 采 集 每 個(gè) 采 樣 點(diǎn) 1 m 2 且 距 離 地 塊 邊 緣 至 少 2 m 收 獲 采 樣 點(diǎn) 內(nèi) 所 有 的 小 麥 并 記 錄 穗 數(shù) 小 麥 烘 干 后 取 2 0 株 穗 用 于 谷 粒 計(jì) 數(shù) 計(jì) 算 每 株 穗 的 平 均 谷 粒 數(shù) 和 每 1 0 0 0 粒 谷 粒 的 質(zhì) 量 作 物 產(chǎn) 量 k g h m 2 每 平 方 米 穗 數(shù) 每 穗 平 均 谷 粒 數(shù) 每 1 0 0 0 粒 谷 粒 質(zhì) 量 g 1 0 0 1 3 土 壤 物 理 化 學(xué) 和 生 物 分 析 制 備 土 水 比 為 1 2 5 m V 的 干 土 懸 浮 液 測(cè) 定 土 壤 p H 值 采 用 1 5 m V 的 土 壤 水 混 合 物 測(cè) 定 土 壤 電 導(dǎo) 率 E C 采 用 重 鉻 酸 鉀 氧 化 法 測(cè) 定 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) S O M 采 用 凱 氏 定 氮 法 測(cè) 定 全 氮 T N 采 用 N a H C O 3 萃 取 鉬 藍(lán) 比 色 法 測(cè) 定 有 效 磷 A P 采 用 醋 酸 銨 浸 提 火 焰 光 度 法 測(cè) 定 有 效 鉀 A K 采 用 堿 擴(kuò) 散 法 測(cè) 定 有 效 氮 A N 體 積 密 度 B D 由 給 定 體 積 土 壤 的 質(zhì) 量 計(jì) 算 根 據(jù) 土 壤 農(nóng) 化 分 析 1 2 對(duì) 上 述 土 壤 性 質(zhì) 進(jìn) 行 分 析 采 用 氯 仿 熏 蒸 提 取 法 測(cè) 定 微 生 物 生 物 量 碳 M B C 和 微 生 物 生 物 量 氮 M B N 1 3 1 4 土 壤 中 轉(zhuǎn) 化 酶 和 纖 維 素 酶 的 活 性 用 3 5 二 硝 基 水 楊 酸 比 色 法 測(cè) 定 1 5 1 6 脲 酶 的 活 性 用 吲 哚 酚 比 色 法 測(cè) 定 1 5 1 4 細(xì) 菌 和 真 菌 群 落 的 定 量 分 析 采 用 S t e p 1 實(shí) 時(shí) 熒 光 定 量 P C R 系 統(tǒng) 對(duì) 試 驗(yàn) 前 小 麥 拔 節(jié) 期 和 小 麥 成 熟 期 土 壤 中 的 細(xì) 菌 和 真 菌 進(jìn) 行 定 量 分 析 根 據(jù) C B R O N 等 1 7 的 方 法 采 用 S Y B R G r e e n 實(shí) 時(shí) P C R 法 測(cè) 定 土 壤 總 D N A 中 1 6 S r D N A 和 1 8 S r D N A 的 拷 貝 數(shù) 將 枯 草 芽 孢 桿 菌 1 6 S r D N A 和 雜 色 曲 霉 1 8 S r D N A 插 入 p e a s y b l u n t 載 體 中 將 連 接 產(chǎn) 物 轉(zhuǎn) 化 入 D H 5 1 6 S r D N A 通 用 引 物 為 3 3 8 f 5 1 8 r 1 8 S r D N A 通 用 引 物 為 F u n g 5 F F F 3 9 0 R 1 8 篩 選 A m p 平 板 進(jìn) 行 陽 性 克 隆 轉(zhuǎn) 化 和 測(cè) 序 提 取 質(zhì) 粒 作 為 定 量 分 析 的 標(biāo) 準(zhǔn) 用 1 0 倍 梯 度 稀 釋 質(zhì) 粒 獲 得 定 量 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線 用 于 S Y B R G r e e n 實(shí) 時(shí) P C R 擴(kuò) 增 用 無 菌 水 代 替 模 板 D N A 作 為 陰 性 對(duì) 照 通 過 與 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線 比 較 計(jì) 算 每 個(gè) 樣 本 的 C t 值 獲 得 拷 貝 數(shù) 1 5 變 性 梯 度 凝 膠 電 泳 D G G E 分 析 用 P C R D G G E 法 對(duì) 各 處 理 成 熟 期 土 壤 的 1 6 S r D N A 和 1 8 S r D N A 片 段 進(jìn) 行 細(xì) 菌 和 真 菌 的 擴(kuò) 增 使 用 的 引 物 為 3 5 7 F G C 5 1 7 R 和 N S 1 G C F u n g 1 9 擴(kuò) 增 反 應(yīng) 重 復(fù) 3 次 P C R 產(chǎn) 物 經(jīng) 1 E B 瓊 脂 糖 凝 膠 電 泳 驗(yàn) 證 用 定 量 軟 件 分 析 D G G E 上 觀 察 到 的 條 帶 1 6 統(tǒng) 計(jì) 分 析 采 用 S P S S 2 0 0 統(tǒng) 計(jì) 軟 件 對(duì) 同 一 時(shí) 期 不 同 處 理 或 同 一 處 理 不 同 時(shí) 期 下 的 產(chǎn) 量 土 壤 性 質(zhì) 和 土 壤 微 生 物 群 落 進(jìn) 行 統(tǒng) 計(jì) 分 析 采 用 D u n c a n 法 進(jìn) 行 多 重 比 較 基 于 D G G E 譜 帶 利 用 軟 件 計(jì) 算 S h a n n o n 多 樣 性 指 數(shù) H 均 勻 度 指 數(shù) E 和 C h a o 1 指 數(shù) 利 用 G e l c o m p a r 軟 件 包 對(duì) D G G E 譜 帶 進(jìn) 行 識(shí) 別 和 聚 類 利 用 C a n o c o 5 軟 件 進(jìn) 行 典 型 相 關(guān) 分 析 C C A 揭 示 土 壤 性 狀 與 細(xì) 菌 和 真 菌 群 落 組 成 的 關(guān) 系 2 結(jié) 果 與 分 析 2 1 土 壤 特 性 和 作 物 產(chǎn) 量 的 變 化 在 本 季 試 驗(yàn) 之 后 各 試 驗(yàn) 裂 區(qū) 的 S O M 含 量 總 體 隨 著 土 壤 中 加 入 土 壤 改 良 培 肥 基 質(zhì) 含 量 的 增 加 而 增 加 表 3 S M 3 和 S M 4 處 理 各 時(shí) 期 S O M 含 量 均 顯 著 高 于 C K P 0 0 5 在 小 麥 拔 節(jié) 期 S M 4 的 平 均 S O M 含 量 比 C K 高 出 7 9 1 表 3 T N 含 量 在 基 質(zhì) 處 理 與 C K 間 無 顯 著 差 異 然 而 基 質(zhì) 處 理 的 各 階 段 A N 含 量 均 低 于 C K 且 4 個(gè) 基 質(zhì) 處 理 之 間 A N 含 量 均 無 顯 著 差 異 在 小 麥 整 個(gè) 生 育 期 內(nèi) A P 含 量 隨 著 生 長(zhǎng) 期 的 變 化 呈 現(xiàn) 先 升 高 后 降 低 的 趨 勢(shì) A P 含 量 在 返 青 期 達(dá) 到 最 高 在 成 熟 期 降 低 至 與 播 種 前 同 一 水 平 在 整 個(gè) 生 2 7 4 4吳 昊 等 土 壤 改 良 基 質(zhì) 對(duì) 土 壤 性 狀 及 微 生 物 群 落 的 影 響 2 0 2 2 年 1 2 月 w w w a e s o r g c n 育 期 所 有 基 質(zhì) 處 理 的 A K 水 平 都 高 于 C K 土 壤 E C 值 在 基 質(zhì) 處 理 與 C K 間 差 異 顯 著 表 3 4 個(gè) 基 質(zhì) 處 理 的 E C 值 均 顯 著 低 于 C K 特 別 是 拔 節(jié) 期 和 成 熟 期 M B C 和 M B N 在 拔 節(jié) 期 含 量 較 高 在 成 熟 期 時(shí) 略 有 下 降 表 3 在 各 個(gè) 時(shí) 期 處 理 組 的 M B C 和 M B N 均 高 于 C K M B C 含 量 隨 著 基 質(zhì) 用 量 的 增 加 而 增 加 且 S M 4 處 理 顯 著 高 于 C K M B N 在 返 青 期 和 拔 節(jié) 期 均 是 基 質(zhì) 處 理 顯 著 高 于 C K 然 而 在 成 熟 期 各 處 理 與 C K 間 差 異 減 弱 沒 有 達(dá) 到 顯 著 水 平 土 壤 改 良 培 肥 基 質(zhì) 處 理 的 小 麥 產(chǎn) 量 高 于 C K 表 4 S M 4 處 理 的 小 麥 產(chǎn) 量 最 高 是 C K 的 1 3 2 倍 而 S M 2 處 理 的 小 麥 產(chǎn) 量 低 于 S M 1 這 可 能 是 由 田 間 地 形 水 文 等 因 素 造 成 的 2 2 土 壤 酶 活 性 的 變 化 在 各 個(gè) 處 理 中 蔗 糖 酶 活 性 在 不 同 時(shí) 期 間 存 在 差 異 總 體 而 言 同 一 處 理 的 土 壤 蔗 糖 酶 活 性 呈 現(xiàn) 先 增 加 拔 節(jié) 期 后 減 少 成 熟 期 的 趨 勢(shì) 圖 1 a 在 同 一 階 段 不 同 基 質(zhì) 處 理 的 蔗 糖 酶 活 性 均 顯 著 高 于 C K 且 在 拔 節(jié) 期 這 種 差 異 最 為 顯 著 拔 節(jié) 期 S M 4 處 理 的 蔗 糖 酶 活 性 最 高 比 C K 高 6 0 4 總 體 而 言 在 返 青 期 與 拔 節(jié) 期 蔗 糖 酶 活 性 的 變 化 趨 勢(shì) 與 基 質(zhì) 的 用 量 呈 正 相 關(guān) 而 在 成 熟 期 基 質(zhì) 增 加 對(duì) 蔗 糖 酶 活 性 沒 有 產(chǎn) 生 顯 著 影響 在 返 青 期 S M 2 S M 4 處 理 的 脲 酶 活 性 顯 著 增 加 圖 1 b 拔 節(jié) 期 各 處 理 的 脲 酶 活 性 均 較 高 可 能 與 期 間 追 肥 有 關(guān) 其 中 S M 3 和 S M 4 處 理 的 脲 酶 活 性 顯 著 高 于 C K 在 成 熟 期 不 同 基 質(zhì) 施 加 量 處 理 的 脲 酶 活 性 無 顯 著 差 異 同 一 處 理 的 土 壤 纖 維 素 酶 活 性 在 3 個(gè) 生 長(zhǎng) 階 段 逐 漸 增 加 圖 1 c 在 3 個(gè) 生 長(zhǎng) 階 段 中 成 熟 期 基 質(zhì) 處 理 組 的 纖 維 素 酶 活 均 顯 著 高 于 C K 其 中 S M 4 處 理 的 纖 維 素 酶 活 最 高 比 C K 高 出 6 5 1 2 3 土 壤 微 生 物 群 落 豐 度 及 多 樣 性 土 壤 中 細(xì) 菌 和 真 菌 的 豐 度 隨 著 土 壤 改 良 培 肥 基 注 用 單 因 素 方 差 分 析 檢 驗(yàn) 各 處 理 間 的 顯 著 性 P 0 0 5 同 一 列 不 同 大 寫 字 母 表 示 不 同 時(shí) 期 同 一 處 理 間 的 差 異 顯 著 不 同 小 寫 字 母 表 示 同 一 時(shí) 期 不 同 處 理 間 的 差 異 顯 著 N o t e S i g n i f i c a n c e a m o n g t r e a t m e n t s i s t e s t e d u s i n g o n e w a y A N O V A a t P 0 0 5 D i f f e r e n t c a p i t a l l e t t e r s i n d i c a t e t h e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n d i f f e r e n t s t a g e s o f t h e s a m e t r e a t m e n t a n d d i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e t h e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n t h e s a m e s t a g e b e t w e e n t r e