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 6 2 9 2 6 4 1 2 0 2 2 年 1 2 月 趙 雨 鑫 廖 洪 凱 龍 健 等 秸 稈 類 型 對(duì) 強(qiáng) 還 原 土 壤 細(xì) 菌 群 落 及 多 樣 性 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 6 2 9 2 6 4 1 Z H A O Y X L I A O H K L O N G J e t a l E f f e c t o f r e d u c t i v e s o i l d i s i n f e s t a t i o n i n c o r p o r a t e d w i t h s t r a w t y p e s o n s o i l b a c t e r i a l c o m m u n i t y d i v e r s i t y 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 6 2 9 2 6 4 1 開 放 科 學(xué) O S I D 秸 稈 類 型 對(duì) 強(qiáng) 還 原 土 壤 細(xì) 菌 群 落 及 多 樣 性 的 影 響 趙 雨 鑫 1 廖 洪 凱 1 龍 健 1 李 娟 2 冉 泰 山 1 楊 國(guó) 梅 1 1 貴 州 師 范 大 學(xué) 貴 州 省 山 地 環(huán) 境 信 息 系 統(tǒng) 與 生 態(tài) 環(huán) 境 保 護(hù) 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 貴 陽(yáng) 5 5 0 0 0 1 2 貴 州 師 范 大 學(xué) 地 理 與 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 院 貴 陽(yáng) 5 5 0 0 0 1 E f f e c t o f r e d u c t i v e s o i l d i s i n f e s t a t i o n i n c o r p o r a t e d w i t h s t r a w t y p e s o n s o i l b a c t e r i a l c o m m u n i t y d i v e r s i t y Z H A O Y u x i n 1 L I A O H o n g k a i 1 L O N G J i a n 1 L I J u a n 2 R A N T a i s h a n 1 Y A N G G u o m e i 1 1 K e y L a b o r a t o r y f o r I n f o r m a t i o n S y s t e m o f M o u n t a i n o u s A r e a s a n d P r o t e c t i o n o f E c o l o g i c a l E n v i r o n m e n t o f G u i z h o u P r o v i n c e G u i z h o u N o r m a l U n i v e r s i t y G u i y a n g 5 5 0 0 0 1 C h i n a 2 D e p a r t m e n t o f G e o g r a p h y a n d E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e G u i z h o u N o r m a l U n i v e r s i t y G u i y a n g 5 5 0 0 0 1 C h i n a A b s t r a c t T h e a i m o f t h i s r e s e a r c h i s t o c o m p a r e t h e e f f e c t s o f r e d u c t i v e s o i l d i s i n f e s t a t i o n R S D i n c o r p o r a t e d w i t h d i f f e r e n t t y p e s o f s t r a w o n c o n t i n u o u s c r o p p i n g s o i l p r o p e r t i e s a n d b a c t e r i a l c o m m u n i t i e s R S D t r e a t m e n t s i n c o r p o r a t i n g d r i e d c o r n s t r a w C S d r i e d m i s c a n t h u s s t r a w M S a d r i e d c o r n a n d m i s c a n t h u s s t r a w m i x t u r e C M D a n d a f r e s h c o r n a n d m i s c a n t h u s s t r a w m i x t u r e C M W w e r e s e t u p w i t h c h e m i c a l f u m i g a t i o n a n d f l o o d i n g a s c o n t r o l s t o e v a l u a t e t h e d y n a m i c c h a n g e s i n p h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e s a n d b a c t e r i a l c o m m u n i t i e s d u r i n g s o i l i n c u b a t i o n T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t d i f f e r e n t R S D t r e a t m e n t s i n c r e a s e d s o i l o r g a n i c m a t t e r a n d l a b i l e o r g a n i c c a r b o n c o n t e n t 收 稿 日 期 2 0 2 2 1 0 2 7 錄 用 日 期 2 0 2 2 1 1 2 5 作 者 簡(jiǎn) 介 趙 雨 鑫 2 0 0 0 女 河 北 邯 鄲 人 碩 士 研 究 生 從 事 土 壤 環(huán) 境 研 究 E m a i l 1 8 2 5 4 3 2 6 9 7 q q c o m 通 信 作 者 廖 洪 凱 E m a i l l i a o h o n g k a i 6 6 1 6 3 c o m 基 金 項(xiàng) 目 國(guó) 家 自 然 科 學(xué) 基 金 項(xiàng) 目 4 2 1 6 7 0 1 7 貴 州 省 科 學(xué) 技 術(shù) 基 金 重 點(diǎn) 項(xiàng) 目 黔 科 合 基 礎(chǔ) 2 0 2 0 1 Z 0 3 6 貴 州 省 百 層 次 創(chuàng) 新 人 才 項(xiàng) 目 黔 科 合 平 臺(tái) 人 才 2 0 2 0 6 0 1 0 P r o j e c t s u p p o r t e d T h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a 4 2 1 6 7 0 1 7 T h e K e y P r o g r a m o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f G u i z h o u P r o v i n c e C h i n a 2 0 2 0 1 Z 0 3 6 G u i z h o u P r o v i n c e 1 0 0 l e v e l T a l e n t P r o j e c t 2 0 2 0 6 0 1 0 摘 要 為 對(duì) 比 不 同 類 型 秸 稈 對(duì) 強(qiáng) 還 原 處 理 土 壤 R S D 理 化 指 標(biāo) 和 微 生 物 變 化 特 征 的 影 響 本 研 究 設(shè) 置 了 晾 干 的 玉 米 秸 稈 C S 晾 干 的 芒 草 秸 稈 M S 晾 干 的 玉 米 和 芒 草 秸 稈 混 合 C M D 新 鮮 的 玉 米 和 芒 草 秸 稈 混 合 C M W 4 個(gè) 處 理 并 以 化 學(xué) 熏 蒸 和 僅 淹 水 處 理 作 為 對(duì) 照 以 評(píng) 估 不 同 強(qiáng) 還 原 物 料 處 理 土 壤 培 養(yǎng) 過(guò) 程 中 理 化 性 質(zhì) 和 細(xì) 菌 群 落 的 動(dòng) 態(tài) 變 化 結(jié) 果 表 明 在 培 養(yǎng) 期 間 不 同 R S D 處 理 增 加 了 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) 和 活 性 有 機(jī) 碳 含 量 土 壤 p H 呈 先 升 高 后 降 低 的 趨 勢(shì) 且 土 壤 硝 態(tài) 氮 的 累 積 降 幅 達(dá) 到 8 3 9 8 與 單 一 秸 稈 相 比 混 合 晾 干 秸 稈 R S D 處 理 顯 著 提 高 了 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 其 中 S h a n n o n 指 數(shù) 的 增 幅 為 4 9 而 混 合 新 鮮 秸 稈 處 理 對(duì) 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 的 影 響 呈 先 升 高 后 降 低 的 變 化 趨 勢(shì) 在 培 養(yǎng) 期 間 變 形 菌 門 P r o t e o b a c t e r i a 是 總 細(xì) 菌 群 落 的 優(yōu) 勢(shì) 菌 門 其 相 對(duì) 豐 度 在 C M W 組 先 降 低 后 升 高 而 在 C M D 組 降 低 了 5 1 在 細(xì) 菌 屬 水 平 上 C M D 組 伯 克 氏 菌 目 中 未 分 類 的 屬 U C B u r k h o l d e r i a l e s 叢 毛 單 胞 菌 科 中 未 分 類 的 屬 U C C o m a m o n a d a c e a e 厭 氧 黏 細(xì) 菌 屬 A n a e r o m y x o b a c t e r 和 假 單 胞 菌 屬 P s e u d o b a c t e r o i d e s 相 對(duì) 豐 度 于 培 養(yǎng) 結(jié) 束 時(shí) 期 顯 著 高 于 其 他 處 理 M a n t e l 檢 驗(yàn) 表 明 具 有 特 征 性 的 細(xì) 菌 類 群 如 A n a e r o m y x o b a c t e r 和 P s e u d o b a c t e r o i d e s 與 土 壤 p H 有 效 磷 含 量 呈 正 相 關(guān) 且 A n a e r o m y x o b a c t e r 與 硝 態(tài) 氮 含 量 呈 顯 著 正 相 關(guān) 關(guān) 系 研 究 表 明 不 同 強(qiáng) 還 原 物 料 組 成 及 晾 干 程 度 均 對(duì) 土 培 過(guò) 程 中 細(xì) 菌 群 落 組 成 及 其 多 樣 性 產(chǎn) 生 顯 著 影 響 關(guān) 鍵 詞 強(qiáng) 還 原 土 壤 處 理 秸 稈 類 型 連 作 土 壤 理 化 性 質(zhì) 細(xì) 菌 群 落 中 圖 分 類 號(hào) S 1 5 4 3 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 6 2 9 1 3 d o i 1 0 1 1 6 5 4 j a e s 2 0 2 2 1 0 7 9農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第 4 1 卷 第 1 2 期 近 年 來(lái) 在 經(jīng) 濟(jì) 效 益 和 市 場(chǎng) 需 求 的 雙 重 驅(qū) 動(dòng) 下 高 投 入 高 產(chǎn) 出 的 集 約 化 農(nóng) 業(yè) 種 植 產(chǎn) 業(yè) 逐 漸 成 為 主 流 模 式 然 而 該 模 式 在 提 高 作 物 產(chǎn) 量 的 同 時(shí) 也 出 現(xiàn) 了 以 土 傳 病 害 和 土 壤 退 化 為 主 的 連 作 障 礙 問(wèn) 題 1 由 此 不 同 土 壤 滅 菌 法 被 相 繼 發(fā) 明 其 中 化 學(xué) 熏 蒸 滅 菌 是 防 治 土 傳 病 害 最 有 效 最 直 接 的 方 法 在 國(guó) 內(nèi) 外 已 有 較 長(zhǎng) 的 應(yīng) 用 歷 史 2 但 該 方 法 存 在 一 定 的 次 生 危 害 并 且 對(duì) 染 病 土 壤 改 善 作 用 的 持 續(xù) 性 偏 弱 為 解 決 這 一 問(wèn) 題 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 法 r e d u c t i v e s o i l d i s i n f e s t a t i o n R S D 自 2 1 世 紀(jì) 在 荷 蘭 3 和 日 本 4 相 繼 發(fā) 展 起 來(lái) 此 方 法 也 被 定 義 為 厭 氧 土 壤 滅 菌 法 或 生 物 土 壤 滅 菌 法 可 以 作 為 化 學(xué) 熏 蒸 滅 菌 的 替 代 方 法 5 6 R S D 的 基 本 原 理 是 夏 季 或 秋 季 溫 度 較 高 的 環(huán) 境 下 在 發(fā) 生 連 作 障 礙 的 土 壤 中 加 入 易 分 解 且 易 獲 取 的 有 機(jī) 物 料 與 土 壤 充 分 混 合 均 勻 同 時(shí) 灌 溉 至 田 間 最 大 持 水 量 并 覆 蓋 塑 料 薄 膜 以 誘 導(dǎo) 厭 氧 土 壤 條 件 培 養(yǎng) 2 3 周 從 而 達(dá) 到 改 良 連 作 土 壤 的 效 果 7 這 種 方 法 已 被 應(yīng) 用 于 番 茄 8 9 草 莓 1 0 1 1 西 瓜 1 2 1 3 等 多 種 作 物 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 出 現(xiàn) 連 作 障 礙 土 壤 的 改 良 R S D 改 良 退 化 土 壤 的 成 效 一 方 面 是 通 過(guò) 影 響 土 壤 理 化 性 質(zhì) 提 高 土 壤 肥 力 實(shí) 現(xiàn) 經(jīng) 過(guò) R S D 處 理 能 有 效 提 高 土 壤 p H 降 低 氧 化 還 原 電 位 1 4 1 5 提 高 土 壤 銨 態(tài) 氮 和 有 機(jī) 質(zhì) 含 量 有 效 消 除 土 壤 中 積 累 的 硝 態(tài) 氮 1 6 1 7 并 且 通 過(guò) 處 理 后 硫 酸 根 等 鹽 離 子 濃 度 降 低 可 以 改 善 土 壤 酸 化 和 次 生 鹽 漬 化 1 8 另 一 方 面 R S D 可 以影響土壤微生物區(qū)系 促進(jìn)有益微生物的定殖 這是 改 良 土 壤 的 關(guān) 鍵 所 在 1 9 2 0 如 土 壤 細(xì) 菌 群 落 中 屬 于 厚 壁 菌 門 的 細(xì) 菌 種 群 增 加 而 厚 壁 菌 門 中 大 多 數(shù) 為 厭 氧 菌 2 1 能 在 物 料 降 解 過(guò) 程 中 產(chǎn) 生 對(duì) 病 原 微 生 物 有 毒 的 有 機(jī) 酸 1 6 R S D 能 夠 培 養(yǎng) 多 種 具 有 抑 制 病 害 和 分 解 有 機(jī) 物 料 能 力 的 核 心 微 生 物 群 有 助 于 土 壤 微 生 物 活 性 及 功 能 多 樣 性 的 恢 復(fù) 2 2 土 壤 微 生 物 是 土 壤 微 環(huán) 境 中 最活躍的成分 也是土壤健康的重要指標(biāo) 對(duì)保持土壤 質(zhì) 量 起 著 關(guān) 鍵 作 用 2 3 因 此 關(guān) 注 R S D 處 理 過(guò) 程 中 土 壤 微生物群落的變化特征尤為重要 值 得 注 意 的 是 由 于 不 同 有 機(jī) 物 料 性 質(zhì) 組 成 差 異 如 C N 等 對(duì) R S D 處 理 土 壤 理 化 性 質(zhì) 和 微 生 物 群 落 也 會(huì) 產(chǎn) 生 較 大 影 響 例 如 L I U 等 1 7 對(duì) 比 R S D 處 理 添 加 不 同 可 降 解 性 的 有 機(jī) 物 料 對(duì) 微 生 物 區(qū) 系 的 影 響 結(jié) 果 表 明 富 含 易 氧 化 有 機(jī) 碳 及 C N 低 的 有 機(jī) 物 料 更 利 于 土 壤 功 能 微 生 物 的 增 殖 T A N 等 1 6 的 研 究 發(fā) 現(xiàn) 施 入 不 同 C N 及 添 加 量 的 秸 稈 會(huì) 影 響 某 些 微 生 物 群 落 的 生 長(zhǎng) 繁 殖 然 而 現(xiàn) 階 段 關(guān) 于 不 同 類 型 及 晾 干 程 度 的 物 料 對(duì) 土 壤 理 化 性 質(zhì) 及 其 微 生 物 群 落 影 響 方 面 的 研 究 報(bào) 道 較 少 如 新 鮮 秸 稈 含 有 較 多 的 水 溶 性 碳 水 化 合 物 包 括 葡 萄 糖 和 麥 芽 糖 2 4 可 能 在 R S D 過(guò) 程 中 與 晾 干 秸 稈 對(duì) 土 壤 性 質(zhì) 和 微 生 物 群 落 產(chǎn) 生 差 異 影 響 基 于 此 本 研 究 選 取 不 同 C N 及 晾 干 程 度 秸 稈 作 為 供 試 對(duì) 象 并 以 化 學(xué) 熏 蒸 為 對(duì) 照 系 統(tǒng) 分 析 不 同 處 理 對(duì) 土 壤 理 化 指 標(biāo) 變 化 的 影 響 結(jié) 合 1 6 S 高 通 量 測(cè) 序 手 段 研 究 細(xì) 菌 群 落 組 成 和 多 樣 性 的 變 化 特 征 從 而 為 優(yōu) 化 R S D 處 理 物 料 選 擇 及 其 處 理 效 能 提 供 一 定 科 學(xué) 參 考 1 材 料 與 方 法 1 1 供 試 材 料 供 試 土 壤 取 自 貴 陽(yáng) 市 花 溪 區(qū) 溫 室 大 棚 2 6 2 1 5 8 N 1 0 6 3 9 3 9 E 該 土 壤 有 連 續(xù) 五 年 單 作 草 莓 的 歷 史 土 壤 退 化 較 為 嚴(yán) 重 土 壤 樣 品 取 自 0 2 0 c m 深 度 去 除 殘 留 的 植 物 根 系 和 石 塊 等 雜 質(zhì) 然 后 將 通 過(guò) 2 m m 篩 的 土 壤 進(jìn) 行 風(fēng) 干 和 研 磨 土 壤 的 理 化 性 質(zhì) 土 壤 p H 為 7 5 8 總 氮 含 量 為 6 7 2 g k g 1 總 磷 含 量 為 0 9 0 g k g 1 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) 含 量 為 2 8 1 1 g k g 1 活 性 有 機(jī) d u r i n g t h e i n c u b a t i o n p e r i o d s o i l p H s h o w e d a t r e n d o f i n c r e a s i n g f i r s t a n d t h e n d e c r e a s i n g a n d t h e c u m u l a t i v e d e c r e a s e i n s o i l n i t r a t e n i t r o g e n r e a c h e d 8 3 9 8 R S D w i t h a c o m b i n a t i o n o f s t r a w s i m p r o v e d b a c t e r i a l c o m m u n i t y d i v e r s i t y c o m p a r e d t o t h e a d d i t i o n o f a s i n g l e s t r a w a n d t h e S h a n n o n i n d e x i n c r e a s e d b y 4 9 I n c o n t r a s t f r e s h s t r a w f i r s t i n c r e a s e d t h e n d e c r e a s e d t h e b a c t e r i a l c o m m u n i t y d i v e r s i t y P r o t e o b a c t e r i a w a s t h e d o m i n a n t p h y l u m i n t h e t o t a l b a c t e r i a l c o m m u n i t y T h e r e l a t i v e a b u n d a n c e o f P r o t e o b a c t e r i a d e c r e a s e d f i r s t a n d t h e n i n c r e a s e d i n t h e C M W g r o u p w h i l e d e c r e a s i n g b y 5 1 i n t h e C M D g r o u p A t t h e g e n u s l e v e l t h e r e l a t i v e a b u n d a n c e o f U C B u r k h o l d e r i a l e s U C C o m a m o n a d a c e a e A n a e r o m y x o b a c t e r a n d P s e u d o b a c t e r o i d e s w e r e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d i n t h e m i x e d d r y s t r a w g r o u p a t t h e e n d o f t h e c u l t u r e M a n t e l t e s t i n g s h o w e d t h a t c h a r a c t e r i s t i c b a c t e r i a l g r o u p s s u c h a s A n a e r o m y x o b a c t e r a n d P s e u d o b a c t e r o i d e s w e r e p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s o i l p H a n d O l s e n P c o n t e n t a n d A n a e r o m y x o b a c t e r w a s s i g n i f i c a n t l y p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h n i t r a t e n i t r o g e n c o n t e n t I n g e n e r a l d i f f e r e n t d e g r e e s o f d r y i n g a n d R S D c o m b i n e d w i t h s i n g l e a n d m i x e d s t r a w s h a d d i f f e r e n t e f f e c t s o n b a c t e r i a l c o m m u n i t y a b u n d a n c e a n d d i v e r s i t y K e y w o r d s r e d u c t i v e s o i l d i s i n f e s t a t i o n s t r a w t y p e c o n t i n u o u s c r o p p i n g s o i l p h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t y b a c t e r i a l c o m m u n i t y 2 6 3 0趙 雨 鑫 等 秸 稈 類 型 對(duì) 強(qiáng) 還 原 土 壤 細(xì) 菌 群 落 及 多 樣 性 的 影 響 2 0 2 2 年 1 2 月 w w w a e s o r g c n 碳 含 量 為 1 3 1 g k g 1 銨 態(tài) 氮 含 量 為 1 2 6 m g k g 1 硝 態(tài) 氮 含 量 為 1 2 2 9 m g k g 1 有 效 磷 含 量 為 4 5 8 8 m g k g 1 本 研 究 選 取 玉 米 Z e a m a y s L 秸 稈 和 本 地 自 然 生 長(zhǎng) 的 芒 草 M i s c a n t h u s 秸 稈 作 為 供 試 物 料 將 這 兩 種 秸 稈 剪 碎 并 過(guò) 2 m m 篩 備 用 1 2 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 本 研 究 設(shè) 計(jì) 采 用 土 壤 培 養(yǎng) 法 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) 每 個(gè) 廣 口 瓶 中 加 入 5 0 0 g 土 壤 共 設(shè) 計(jì) 7 個(gè) 處 理 不 進(jìn) 行 任 何 處 理 的 對(duì) 照 C K 淹 水 至 田 間 最 大 持 水 量 并 用 錫 箔 紙 密 封 F C K 混 入 碳 酸 氫 銨 顆 粒 用 量 為 N 2 0 0 m g k g 1 土 壤 水 分 達(dá) 到 田 間 持 水 量 N H C 分 別 添 加 晾 干 的 玉 米 秸 稈 C N 3 0 2 9 1 質(zhì) 量 分 數(shù) 下 同 C S 晾 干 的 芒 草 秸 稈 C N 7 6 0 3 1 M S 晾 干 的 玉 米 和 芒 草 秸 稈 混 合 C N 4 3 6 7 1 C M D 新 鮮 的 玉 米 和 芒 草 秸 稈 混 合 C N 4 3 6 7 1 C M W 淹 水 至 田 間 最 大 持 水 量 并 用 錫 箔 紙 密 封 每 個(gè) 處 理 3 個(gè) 重 復(fù) 按 設(shè) 計(jì) 的 處 理 將 土 壤 和 物 料 裝 入 并 混 合 均 勻 后 放 入 恒 溫 培 養(yǎng) 箱 2 5 1 培 養(yǎng) 2 1 d 分 別 在 第 0 7 1 4 2 1 天 采 集 土 壤 樣 品 1 3 土 壤 理 化 指 標(biāo) 測(cè) 定 一 部 分 土 壤 樣 品 存 放 在 4 冰 箱 用 于 測(cè) 定 銨 態(tài) 氮 硝 態(tài) 氮 和 土 壤 細(xì) 菌 群 落 特 征 另 一 部 分 自 然 晾 干 用 于 測(cè) 定 土 壤 p H 有 機(jī) 質(zhì) 活 性 有 機(jī) 碳 和 有 效 磷 這 些 理 化 性 質(zhì) 的 測(cè) 定 參 照 參 考 文 獻(xiàn) 2 5 1 4 土 壤 D N A 提 取 與 擴(kuò) 增 子 測(cè) 序 土 壤 細(xì) 菌 基 因 組 D N A 使 用 F a s t D N A S p i n K i t M o B i o S a n D i e g o 美 國(guó) 從 冷 凍 土 壤 樣 品 0 5 g 中 提 取 使 用 N a n o D r o p S p e c t r o p h o t o m e t e r T h e r m o S c i e n t i f i c W i l m i n g t o n 美 國(guó) 檢 查 D N A 質(zhì) 量 和 濃 度 合 格 的 D N A 樣 品 被 儲(chǔ) 存 在 2 0 冰 箱 然 后 進(jìn) 行 高 通 量 測(cè) 序 使 用 測(cè) 序 引 物 對(duì) 5 1 5 F 5 G T G C C A G C M G C C G C G G T A A 3 9 0 7 R 5 C C G T C A A T T C C T T T G A G T T T 3 來(lái) 擴(kuò) 增 細(xì) 菌 1 6 S r R N A 基 因 的 V 4 V 5 區(qū) 域 對(duì) 原 始 D N A 序 列 的 質(zhì) 量 優(yōu) 化 在 Q I I M E V 1 9 1 程 序 上 進(jìn) 行 使 用 U s e a r c h v e r s i o n 1 1 f a s t q m e r g e p a i r s f a s t q f i l t e r f a s t x u n i q u e s 和 u n o i s e 3 插 件 對(duì) 雙 端 序 列 進(jìn) 行 合 并 過(guò) 濾 去 冗 余 和 降 噪 得 到 序 列 相 似 度 為 9 7 的 A S V s 代 表 序 列 使 用 o t u t a b 函 數(shù) 計(jì) 算 A S V s 豐 度 表 并 基 于 S i l v a 1 3 8 1 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 和 K r a k e n 2 軟 件 進(jìn) 行 物 種 注 釋 本 研 究 原 始 測(cè) 序 數(shù) 據(jù) 已 存 入 美 國(guó) 國(guó) 家 生 物 技 術(shù) 信 息 中 心 N a t i o n a l C e n t e r f o r B i o t e c h n o l o g y I n f o r m a t i o n N C B I 公 共 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 中 登 錄 號(hào) 為 P R J N A 8 6 6 9 0 2 1 5 數(shù) 據(jù) 分 析 采 用 S P S S 2 0 0 的 單 因 素 方 差 分 析 O n e w a y A N O V A 中 D u n c a n 多 重 范 圍 檢 驗(yàn) 來(lái) 評(píng) 估 各 處 理 的 顯 著 差 異 水 平 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 豐 富 度 指 數(shù) 是 根 據(jù) 擴(kuò) 增 序 列 變 異 A S V 表 計(jì) 算 使 用 B r a y C u r t i s 距 離 矩 陣 進(jìn) 行 主 坐 標(biāo) 分 析 P C o A 以 檢 驗(yàn) 各 處 理 間 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 的 差 異 各 分 類 層 次 細(xì) 菌 群 落 的 相 對(duì) 豐 度 分 別 展 示 在 簇 狀 柱 形 圖 和 條 形 圖 中 土 壤 理 化 性 質(zhì) 與 細(xì) 菌 群 落 特 征 之 間 的 相 關(guān) 性 用 M a n t e l 檢 驗(yàn) 進(jìn) 行 分 析 所 有 圖形均使用繪圖軟件 O r i g i n 2 0 2 2 和 R 4 1 2 繪制 2 結(jié) 果 與 分 析 2 1 土 壤 理 化 性 質(zhì) 變 化 由 圖 1 A 可 以 看 出 土 壤 p H 在 第 1 4 天 最 高 之 后 隨 培 養(yǎng) 時(shí) 間 延 長(zhǎng) 顯 著 降 低 P 0 0 5 整 體 上 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) 和 活 性 有 機(jī) 碳 含 量 呈 現(xiàn) 增 加 的 趨 勢(shì) 其 中 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) 含 量 的 升 高 以 R S D 處 理 M S C M W C M D 最 為 明 顯 圖 1 B C M D 處 理 的 活 性 有 機(jī) 碳 含 量 在 第 2 1 天 降 低 而 C M W 處 理 仍 保 持 較 高 狀 態(tài) 圖 1 C 相 比 于 對(duì) 照 組 各 組 R S D 土 壤 有 效 磷 O l s e n P 含 量 在 培 養(yǎng) 期 間 顯 著 降 低 P 0 0 5 圖 1 D N H C 處 理 的 土 壤 銨 態(tài) 氮 含 量 在 培 養(yǎng) 的 各 個(gè) 階 段 達(dá) 到 最 高 培 養(yǎng) 結(jié) 束 后 高 達(dá) 4 9 8 5 m g k g 1 在 R S D 的 各 個(gè) 處 理 中 C M W 組 的 銨 態(tài) 氮 含 量 較 高 圖 1 E 相 比 于 C K 與 N H C 處 理 R S D 處 理 硝 態(tài) 氮 含 量 均 隨 培 養(yǎng) 時(shí) 間 延 長(zhǎng) 而 降 低 最 低 的 M S 處 理 為 0 4 6 m g k g 1 圖 1 F 2 2 土 壤 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 變 化 從 表 1 可 以 看 出 對(duì) 比 于 培 養(yǎng) 初 期 第 7 天 和 末 期 第 2 1 天 細(xì) 菌 群 落 的 S h a n n o n 指 數(shù) S i m p s o n 指 數(shù) A C E 和 C h a o 1 在 各 處 理 間 呈 現(xiàn) 的 差 異 越 來(lái) 越 大 其 中 C K 與 F C K 處 理 的 各 項(xiàng) 指 數(shù) 均 較 低 在 培 養(yǎng) 末 期 對(duì) 比 于 C M W 組 C M D 組 的 S h a n n o n 指 數(shù) 和 S i m p s o n 指 數(shù) 較 高 而 C S M S 和 C M D 處 理 的 A C E 和 C h a o 1 值 明 顯 較 高 N H C 處 理 的 各 指 數(shù) 呈 降 低 趨 勢(shì) 根 據(jù) 主 坐 標(biāo) 分 析 P C o A 結(jié) 果 土 壤 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 在 不 同 處 理 間 差 異 顯 著 A N O S I M 第 7 天 R 0 2 2 6 P 0 0 1 4 第 2 1 天 R 0 4 5 4 P 0 0 0 0 在 第 7 天 的 細(xì) 菌 多 樣 性 中 P C o A 分 析 在 P C 1 軸 上 將 C M D 和 C M W 兩 組 分 開 解 釋 了 5 6 8 6 的 細(xì) 菌 物 種 變 化 說(shuō) 明 C M D 和 C M W 組 的 細(xì) 菌 群 落 組 成 不 同 圖 2 A 在 第 2 1 天 主 坐 標(biāo) 解 釋 了 細(xì) 菌 群 落 總 變 化 的 6 5 1 8 和 8 2 4 占 2 1 個(gè) 變 量 總 方 差 的 7 3 4 2 P C o A 分 析 在 P C 1 軸 上 將 F C K 組 與 R S D 各 組 分 開 說(shuō) 明 厭 氧 環(huán) 2 6 3 1農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第 4 1 卷 第 1 2 期 境 下 有 機(jī) 物 料 的 添 加 會(huì) 形 成 不 一 致 的 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 圖 2 B 2 3 土 壤 細(xì) 菌 群 落 的 組 成 分 析 在 培 養(yǎng) 過(guò) 程 中 R S D 和 N H C 各 組 的 土 壤 細(xì) 菌 群 落 組 成 在 不 同 分 類 水 平 上 均 發(fā) 生 了 顯 著 變 化 P 0 0 5 圖 3 圖 4 在 門 水 平 上 將 相 對(duì) 豐 度 前 1 0 位 的 細(xì) 菌 門 選 為 優(yōu) 勢(shì) 細(xì) 菌 門 剩 余 門 類 歸 為 其 他 O t h e r s 由 圖 3 可 知 第 7 天 和 第 2 1 天 的 優(yōu) 勢(shì) 細(xì) 菌 門 始 終 是 變 形 菌 門 P r o t e o b a c t e r i a 酸 桿 菌 門 A c i d o b a c t e r i o t a 厚 壁 菌 門 F i r m i c u t e s 放 線 菌 門 A c t i n o b a c t e r i o t a 綠 彎 菌 門 C h l o r o f l e x i 芽 單 胞 菌 門 G e m m a t i m o n a d o t a 擬 桿 菌 門 B a c t e r o i d o t a 黏 菌 門 M y x o c o c c o t a 和 脫 硫 圖 1 不 同 處 理 下 土 壤 理 化 性 質(zhì) 的 變 化 F i g u r e 1 C h a n g e s o f d i f f e r e n t t r e a t m e n t s o n s o i l p h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e s A 第 0 天 第 7 天 第 1 4 天 第 2 1 天 1 0 8 6 4 2 0 p H a a a a a a b a a b ab a ab a a a a a a a b b ab a b a a a B 第 0 天 第 7 天 第 1 4 天 第 2 1 天 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 有 機(jī) 質(zhì) O r g a n i c m a t t e r g k g 1 D 第 0 天 第 7 天 第 1 4 天 第 2 1 天 8 0 6 0 4 0 2 0 0 有 效 磷 O l s e n P g k g 1 C 第 0 天 第 7 天 第 1 4 天 第 2 1 天 2 4 2 0 1 6 1 2 0 8 0 4 0 活 性 有 機(jī) 碳 L a b i l e o r g a n i c c a r b o n g k g 1 C K F C K N H C C S M S C M W C M D 時(shí) 間 T i m e 時(shí) 間 T i m e 時(shí) 間 T i m e 時(shí) 間 T i m e 2 6 3 2趙 雨 鑫 等 秸 稈 類 型 對(duì) 強(qiáng) 還 原 土 壤 細(xì) 菌 群 落 及 多 樣 性 的 影 響 2 0 2 2 年 1 2 月 w w w a e s o r g c n 桿 菌 門 D e s u l f o b a c t e r o t a 作 為 相 對(duì) 豐 度 最 高 的 門 P r o t e