不同施肥处理对有机种植土壤微生物区系的影响-《江苏农业科学》(2019年20期).docx

龙源版权所有 不同施肥处理对有机种植土壤微生物区系的影响作者：王超 刘明庆 黄思杰 李妍 田伟 陈秋会 王磊 席运官来源：《江苏农业科学》2019年第20期 摘要：在有机种植条件下，基于高通量测序分析复合微生物肥及有机肥的施用对有机冬瓜根区土壤微生物区系的影响，结合土壤化学性质及酶活性、有机冬瓜果实品质作相关分析。结果显示，复合微生物肥的施用显著降低土壤真菌群落丰富度，施用有机肥提高真菌群落丰富度，二者均提高土壤真菌、细菌种群多样性;根区土壤中变形菌门、厚壁菌门和放线菌门是优势细菌，子囊菌门是优势真菌;复合微生物肥和有机肥的施用均降低厚壁菌门和芽孢杆菌科的相对丰度，施用复合微生物肥提高结合菌门的相对丰度，降低毛壳菌科和肉座菌科的相对丰度，施用有机肥则相反。施肥显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶活性;显著提高冬瓜总氨基酸含量，显著降低可溶性固形物含量。因此，施用复合微生物肥及有机肥可改变有机冬瓜根区土壤微生物的丰富度、多样性及群落结构，提高土壤酶活性，改善有机冬瓜品质。 关键词：复合微生物肥;有机肥;有机冬瓜;高通量测序;微生物区系 中图分类号： S154.3 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）20-0266-07 健康的土壤是农业种植生产的基础，通过施肥培育健康土壤、提升土地质量是当前我国农业种植生产中提高作物产量和品质的关键环节。相较于常规农业中化学肥料的大量使用，施用复合微生物肥及有机肥是当前有机种植生产中改良土壤、增加土壤肥力的重要手段。与传统有机肥料不同，复合微生物肥含有特定微生物[1]，田间施用会将大量微生物引入土壤局部区域，对有机种植土壤中原有的微生物区系造成影响，甚至会破坏土壤微生态平衡，须科学评价其对土壤微生态的影响。以往的研究主要探讨了有机肥料施用对植物生产及土壤养分的影响，部分研究关注其对常规农业种植土壤微生物区系的影响[2-3]，而针对有机肥料影响有机种植土壤微生物区系的研究极少。对于土壤微生物的研究，传统的分析方法包括琼脂培养基培养法、Biolog平板法、磷脂脂肪酸法、PCR-变性梯度凝胶电泳（DGGE）和限制性内切酶片段长度多态性（RFLP）等，但均存在操作复杂、试验周期长、痕量微生物检测困难等弊端，无法深入分析，而高通量测序技术通过检测土壤微生物细胞内特定遗传物质（原核微生物16S rDNA/rRNA、真核微生物18S rDNA/rRNA）的碱基序列，可以更全面、准确地揭示土壤中微生物群落的复杂性和多样性，已被广泛应用于土壤微生物区系研究[4-6]。 2015年农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，明确了“有机肥替代化肥”的技术路径，同时确立“一控两减三基本”的目标，力争实现农药化肥的零增长。在此背景下，有机肥料及微生物肥料的作用越来越凸显。截至2016年7月，农业部登记的微生物肥料产品达到2 780个，年产量已突破1 000万t，应用面积超过1 333万hm2[7]。与之相对应的是我国有机作物种植面积的快速增长，截至2015年年底，有机植物生产面积为222.4万hm2，有机生产面积已达全国农业耕地面积的0.77%[8]。随着我国有机作物种植面积的不断增长，有机肥及复合微生物肥必将被大量施用，然而其在提升有机种植耕作层土壤质量中的作用尚缺乏明确的科学依据，因此需要科学评测二者对有机种植土壤微生物区系的影响。本研究基于Illumina新一代Miseq平台的高通量测序技术，结合相关生物信息学方法，全面分析土壤细菌16S rRNA基因V3+V4区和真菌ITS1区的多样性指数及群落结构，旨在研究江苏省仪征市有机蔬菜田在轮作种植条件下，复合微生物肥及有机肥对有机冬瓜根区土壤微生物多样性和群落结构的影响，并结合土壤化学性质、酶活性以及有机冬瓜果實品质作相关分析，以期科学反映施用复合微生物肥及有机肥对有机种植土壤健康的影响。 1 材料与方法 1.1 试验地概况 田间试验选址在江苏省仪征江扬生态农业有限公司四庄基地有机蔬菜田（119°7′4.3″E，32°22′59.8″N;有机认证证书编号：134OP1200259），土壤类型为潮土，年平均气温 15.3 ℃，年日照时数2 054.1 h，无霜期224 d，年均降水量约994 mm。经本研究种植前采样分析测定得到，试验田0～20 cm 土壤基本性质：pH值6.59，铵态氮含量12.67 mg/kg，速效磷含量 20.33 mg/kg，速效钾含量201.06 mg/kg，有机质含量33.27 g/kg，过氧化氢酶活性10.16 U/g，蔗糖酶活性 15.67 U/g，脱氢酶活性271.91 U/g，脲酶活性1 330.98 U/g，酸性磷酸酶活性17.42 U/g。 1.2 试验设计 试验于2017年5—