東北地理所在長期施肥制度驅動黑土區(qū)土壤微生物變化研究上取得進展
為了維持和提高農(nóng)田土壤生產(chǎn)力，向土壤中施加肥料已成為常規(guī)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施。國內外許多資料表明，肥料管理對土壤微生物影響明顯，但不同區(qū)域的研究結果不盡相同。東北黑土是地帶性土壤，前期研究發(fā)現(xiàn)東北黑土農(nóng)田土壤微生物存在明顯的地理分布格局，但長期相似的施肥管理能否驅動不同地點的微生物群落結構具有趨同性？有機肥和化肥對黑土區(qū)土壤微生物如何影響？為回答上述問題，東北地理所農(nóng)田分子生態(tài)學科組與相關單位合作，從黑土區(qū)南部公主嶺（SB）、中部哈爾濱（MB）和北部黑河（NB）3個長期定位施肥試驗站，選取4種相似的施肥制度：NoF（無肥），CF（單施化肥），M（單施有機肥）和CFM（化肥有機肥配施）的耕層土壤為研究對象，采用熒光定量PCR和Illumina Miseq高通量測序技術，對比研究了長期相同施肥制度下3個地點土壤微生物豐度及群落結構分布特征，以及長期不同施肥制度對單個地點土壤微生物豐度及群落結構的影響。研究發(fā)現(xiàn)，施用有機肥增加了黑土區(qū)土壤微生物豐度和土壤微生物量碳含量（圖1），顯著增加富營養(yǎng)型細菌和植物有益真菌的含量（圖2）；而化肥的添加會導致潛在植物致病真菌含量的增加（圖3）。研究同時發(fā)現(xiàn)3個地點盡管經(jīng)歷了長期不同的肥料處理，但相同的施肥方式并沒有驅動土壤微生物向同質化方向演替，地域差異仍是決定東北黑土區(qū)土壤細菌和真菌群落結構組成的主導因素，長期不同施肥管理僅在局部地區(qū)對土壤微生物群落產(chǎn)生微調作用（圖4和圖5）。該研究進展進一步佐證了黑土農(nóng)田土壤微生物地理分布格局的存在，同時也表明黑土帶上“一方水土生存一方微生物”。
相關研究結果分別發(fā)表在Agriculture, Ecosystems & Environment (2017)和Pedosphere（2018）上。胡曉婧博士為上述論文第一作者，王光華研究員為通訊作者。研究得到了中科院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）（XDB15010103）的資助。
1. Soil bacterial communities under different long-term fertilization regimes in three locations across the black soil region of northeast China. Pedosphere, 2018, 28(5):751-763. doi:10.1016/S1002-0160(18)60040-2
2. Effects of over 30-year of different fertilization regimes on fungal community compositions in the black soils of northeast China. Agriculture, Ecosystem and Environment, 2017, 248:113-122. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2017.07.031
圖1 長期不同施肥制度對東北黑土區(qū)細菌、真菌豐度和土壤微生物量碳影響 圖2 長期不同施肥制度對東北黑土區(qū)細菌門豐度影響 圖3 長期不同施肥制度對東北黑土區(qū)真菌門豐度影響
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