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长期施肥黑土phoD微生物群落特征及其对有机磷组分的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 申文艳;张乃于;李天娇;宋天昊;张秀芝;彭畅;刘红芳;张淑香;段碧华

作者机构：

关键词： 黑土;长期施肥;phoD功能基因;微生物群落;有机磷组分

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2024 年 57 卷 20 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 【目的】通过分析长期施肥对黑土有机磷组分和phoD微生物群落特征的影响，探究土壤有机磷组分对微生物关键群落特征的响应，为黑土磷高效利用和制定科学的施肥策略提供理论依据。【方法】依托吉林省公主岭市始于1989年的黑土长期施肥试验，选取5个施肥处理：不施肥（CK）、施氮钾肥（NK）、氮磷钾肥（NPK）、氮磷钾+秸秆（NPKS）和氮磷钾+有机肥（NPKM）。以2018年采集的0—20 cm土层的土壤样品为研究对象，采用化学连续浸提法，定量分析不同活性的有机磷组分；采用Illumina Miseq高通量测序平台和实时荧光定量（Real-time PCR）技术，定性和定量分析土壤中phoD微生物群落特征；通过相关分析及方差分解分析，综合探究phoD微生物群落组成、土壤有机磷组分与土壤性质之间的关系。【结果】（1）除NPKM处理外，各施肥处理间总有机磷含量无显著差异，但有机磷组分含量及其占总有机磷的比例差异较大。与CK相比，NK与NPKM处理均显著增加了活性有机磷（LOP）和中活性有机磷（MLOP）含量，NK处理LOP与MLOP分别增加了108.7%和27.5%;NPKM处理LOP与MLOP分别增加了446.6%和38.1%。与NPK处理相比，NPKS处理下LOP和MLOP含量显著降低了57.7%和24.0%。（2）化肥配施有机物料（NPKS、NPKM）改变了phoD微生物的群落组成，而对其多样性无显著影响。NPKS处理显著提高Pseudomonas丰度；NPKM处理显著提高Gemmatimonas的丰度。同时，NPKS处理还显著提高了phoD基因的绝对丰度和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性。（3）相关性分析表明，phoD微生物群落组成与LOP和MLOP之间有显著的关系。方差分解分析表明，对有机磷组分含量和比例变化而言，phoD微生物群落组成单独解释率分别为12.1%和10.2%，而其与ALP活性共同的解释率分别为58.5%和58.7%，与有机碳（SOC）共同的解释率分别高达67.5%和64.7%。由此可见，群落组成与土壤性质（ALP活性、SOC）共同影响有机磷组分，且影响效果优于单独指标。【结论】长期施肥改变了phoD微生物群落组成，其与ALP活性、与SOC分别共同解释有机磷组分的变化。化肥配施秸秆通过改善phoD微生物群落特征，显著提高碱性磷酸酶活性，从而促进有机磷矿化，提高黑土磷素的利用效率。

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