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长期施用尿素对东北黑土中氨氧化古菌群落的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 周晶;姜昕;周宝库;马鸣超;关大伟;赵百锁;陈三凤;李俊

作者机构：

关键词： 尿素施用量;氨氧化古菌;土壤酸化;冗余分析;454测序

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2016 年 49 卷 02 期

页码： 294-304

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】表征34年施肥条件下东北黑土中氨氧化古菌(AOA)群落特征,明确不同尿素水平对其丰度和群落结构的影响,并与土壤化学性质进行关联分析,探讨引起影响东北黑土中AOA群落变化的主效环境因子,为进一步揭示黑土土壤硝化作用过程和机制,以及改良施肥方式提供依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院34年长期定位试验,选取3组不同施肥处理:无尿素组(对照CK和磷钾处理PK)、一倍尿素组(单施一倍氮肥处理N1,氮磷处理NP,氮磷钾处理NPK和氮钾处理NK)和二倍尿素组(单施二倍氮肥处理N2)共7个处理的耕层土壤为研究对象,借助454高通量测序和Real-time PCR技术,以AOA Arch-amo A基因为分子标靶,解析不同尿素水平对黑土中AOA群落组成和丰度的影响,并对AOA群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】随着尿素施用量的增加,黑土中AOA的Arch-amo A拷贝数由2.64×107/g土壤显著降低至8.34×105/g土壤,且黑土p H是引起其数量降低的直接原因;OTU水平上的聚类和非度量多维度分析(NMDS)结果均表明,相同尿素水平的各处理AOA群落结构相似,不同尿素水平处理间的AOA群落差异显著;冗余分析表明,土壤p H、水溶性有机碳和硝态氮浓度是影响土壤AOA群落变化的主效环境因子(P<0.05);系统发育分析表明,东北黑土中AOA主要有Nitrososphaera和Nitrosotalea两个属:无尿素组中99.3%和一倍尿素组中90.1%的Arch-amo A序列归类于Nitrososphaera,二倍尿素组中67.9%的Arch-amo A序列归类于Nitrosotalea。【结论】本研究表征了长期不同施肥下黑土中的AOA群落特征,通过与土壤化学性质耦合分析,确定了引起黑土中AOA群落变化的主要因素。长期施用氮肥的黑土中,AOA Arch-amo A拷贝数和群落结构受尿素施用量的影响显著,低倍尿素提高其多样性,而高倍尿素则使之降低,土壤p H、有机碳和硝态氮浓度是导致AOA群落差异主要因素。

分类号： S154.3`S143.14

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