土壤学报

作者：刘 佳,陈晓芬,刘 明,吴 萌,王伯仁,蔡泽江,张桃林,李忠佩

单位：刘 佳，中国科学院南京土壤研究所,中国科学院大学；liujia@issas.ac.cn,陈晓芬，中国科学院南京土壤研究所；xfchen@issas.ac.cn,刘 明，中国科学院南京土壤研究所；mliu@issas.ac.cn,吴 萌，中国科学院南京土壤研究所；mwu@issas.ac.cn,王伯仁，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，祁阳农田生态系统国家野外科学观测研究站；wangboren1@163.com,蔡泽江，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，祁阳农田生态系统国家野外科学观测研究站；caizejiang@caas.cn,张桃林，中国科学院南京土壤研究所,中国科学院大学；tlzhang@issas.ac.cn,李忠佩，中国科学院南京土壤研究所,中国科学院大学；zhpli@issas.ac.cn,

关键词：长期施肥;旱地红壤;细菌群落;高通量测序;土壤pH

基金：国家自然科学基金项目(41661052，31660599)、国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2014CB441003)和“一三五”计划和领域前沿项目(ISSASIP1642)资助

为探讨长期不同施肥对旱地红壤细菌群落的影响，以中国农业科学院祁阳红壤实验站的冬小麦—夏玉米定位试验为研究对象，选取不施肥（CK）、单施氮肥（N）、施化学氮磷钾肥（NPK）和化学氮磷钾+有机肥配施（NPKM）4个处理，于试验开展25年（2015年）小麦收获后采集各处理0~20 cm的土壤样品，利用Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤细菌群落进行测定，并深入揭示影响旱地红壤细菌群落的关键因素。结果表明：（1）长期不同施肥显著改变了旱地红壤的化学性质，N和NPK处理的土壤pH显著降低至4.02和4.15，而NPKM处理的土壤pH显著上升至5.99。NPK和NPKM处理均显著改善土壤肥力，但后者效果明显优于前者，而N处理对土壤肥力的提升效果微弱。（2）长期不同施肥改变了旱地红壤优势菌的相对丰度，非度量多维度分析（NMDS）和相似性分析（ANOSIM）表明不同处理的土壤细菌群落发生显著变化。（3）与CK相比，N处理的4种多样性指数（物种丰富度、Chao1指数、系统发育多样性和香农指数）显著降低了21.4%~49.4%，而NPKM处理显著增加了7.0%~66.9%，NPK处理也会使系统发育多样性和香农指数显著降低10.3%和13.0%。（4）逐步回归分析表明土壤pH是决定优势菌相对丰度及4种多样性指数的首要因素，多元回归树分析（MRT）探明土壤pH共解释了83.1%的细菌群落变异，不同处理间细菌群落转变均由土壤pH驱动。（5）STAMP分析发现，N、NPK和NPKM处理与CK分别有11、14和8个显著差异细菌属。综上所述，长期施肥后旱地红壤细菌群落主要受土壤pH的影响，而土壤肥力的作用相对较弱，长期施用化学氮肥造成的红壤酸化的负面效应已远超肥力改善的正面效应。因此，旱地红壤施肥应以防治土壤酸化为前提，长期化肥有机肥配施是一项适宜的施肥措施。

来源：2020年第2期

《土壤学报》期刊编辑部

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