東北地理所在長期施肥制度驅(qū)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(nèi)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(jié)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(qū)動不同地點的微生物群落結(jié)構(gòu)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(xué)科組與相關(guān)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(shù)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dǎo)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(qū)動土壤微生物向同質(zhì)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(jié)構(gòu)組成的主導(dǎo)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(diào)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(guān)研究結(jié)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(dǎo)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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