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      秸稈還田條件下腐熟劑對(duì)不同質(zhì)地土壤真菌多樣性的影響*

      2020-06-30 08:51:26薩如拉楊恒山邰繼承高聚林李媛媛
      關(guān)鍵詞:壤土菌門酵母

      薩如拉,楊恒山,邰繼承,高聚林,李媛媛

      (1.內(nèi)蒙古民族大學(xué)農(nóng)學(xué)院/內(nèi)蒙古自治區(qū)飼用作物工程技術(shù)研究中心 通遼 028042;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 呼和浩特 010018)

      土壤微生物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的變化十分敏感,能對(duì)土壤生態(tài)機(jī)制變化和環(huán)境脅迫做出反應(yīng)。土壤微生物群落的組成和結(jié)構(gòu)變化情況是評(píng)價(jià)土壤健康程度或者土壤質(zhì)量的早期重要指標(biāo)[1]。還田秸稈是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源之一[2];其腐解依靠土壤微生物完成,第1 階段主要利用秸稈中可溶性物質(zhì)的增長(zhǎng),以細(xì)菌作用為主,開始積累腐殖質(zhì)。這個(gè)過程首先是在喜糖霉菌、白霉菌和無芽孢細(xì)菌的作用下,分解水溶性糖和淀粉,之后以芽孢細(xì)菌和纖維素分解細(xì)菌為主,分解蛋白質(zhì)、果膠類物質(zhì)和纖維素等。第2 階段是腐殖質(zhì)大量累積階段,以真菌降解木質(zhì)素作用為主。第3 階段是分解腐殖質(zhì),以放線菌作用為主[3]。玉米(Zea mays)秸稈腐解過程中土壤微生物的優(yōu)勢(shì)種群主要利用糖類和多聚物,在腐解中后期難分解物質(zhì)逐漸累積,其中微生物對(duì)芳香化合物的利用最弱[4]。真菌是降解木質(zhì)纖維素的優(yōu)勢(shì)菌群[5],真菌降解玉米秸稈效率和速率一般遠(yuǎn)大于細(xì)菌。水稻(Oryza sativa)秸稈還田90 d 和180 d,秸稈還田與秸稈不還田土壤的真菌群落結(jié)構(gòu)較為類似,而270 d和360 d 的秸稈還田顯著增加了土壤真菌群體數(shù)量和多樣性指數(shù)[6]。喻曼等[7]研究表明,還田作物秸稈腐解前期,革蘭氏陰性菌的生物量與半纖維素、纖維素的降解有一定相關(guān)性;后期的微生物種群則以木質(zhì)素分解微生物為主。秸稈還田能提高土壤真菌群落多樣性,秸稈還田后土壤真菌優(yōu)勢(shì)種群為子囊菌、接合菌和擔(dān)子菌[8]。但在Banerjee 等[9]的研究中土壤中秸稈和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加減少了微生物多樣性,真菌中發(fā)現(xiàn)毛殼菌、頭孢菌膜和鐮刀菌為主要分類群??梢姴煌尘巴寥勒婢郝浣Y(jié)構(gòu)存在差異。

      土壤特性是影響真菌種群的重要因素之一[10],翻壓在土壤中的秸稈,在中壤土、重壤土中腐解較快,而在輕壤土中較慢[11]。秸稈在土壤中腐解速率粉沙質(zhì)低于砂質(zhì)土[12]。也有研究[13]發(fā)現(xiàn)土壤類型(壤土和沙土)對(duì)易分解的三葉草(Trifolium repens)的礦化速率沒有顯著影響,但對(duì)于難腐解的小麥(Triticum aestivuml)和黑麥(Secale cereale)的秸稈礦化速率,壤土要明顯高于沙土。還田作物秸稈腐解殘留率與土壤微生物群落的優(yōu)勢(shì)度呈顯著負(fù)相關(guān)[5,14-15];微生物群落在一定程度上影響了秸稈分解的速率[5];優(yōu)勢(shì)菌群的相對(duì)豐度是影響秸稈性質(zhì)變化的主要原因[16]。劉增亮等[17]研究赤紅壤、紅壤和磚紅壤下甘蔗(Saccharum officinarum)根系叢枝菌根(AM)真菌多樣性,發(fā)現(xiàn)3 種不同土壤類型下AM 真菌各屬頻度存在明顯差異。前人對(duì)土壤真菌的研究主要集中在不同農(nóng)藝措施、不同植被、不同時(shí)期農(nóng)田土壤真菌多樣性和土壤AM 真菌方面。目前,關(guān)于不同質(zhì)地農(nóng)田秸稈還田對(duì)土壤真菌多樣性的影響研究并不完善。

      西遼河平原灌區(qū)低溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),秸稈腐解較慢;雖然秸稈腐熟劑的應(yīng)用被認(rèn)為是加速還田秸稈腐解常用的方法,但在半干旱氣候井灌條件下秸稈還田配施腐熟劑對(duì)土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的影響研究很少。研究不同質(zhì)地土壤真菌的群落結(jié)構(gòu)變化,可為揭示土壤真菌對(duì)秸稈還田配施腐熟劑引起的微生境變化的適應(yīng)與演變趨勢(shì),維持土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定提供理論基礎(chǔ)。本研究采用高通量測(cè)序法系統(tǒng)比較不同質(zhì)地土壤秸稈還田配施腐熟劑對(duì)土壤真菌群落的影響,解釋土壤真菌群落對(duì)不同土壤質(zhì)地和秸稈腐熟劑的響應(yīng)差異,進(jìn)而為鑒選適宜的秸稈腐熟劑提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 研究區(qū)概況

      試驗(yàn)于2018年在內(nèi)蒙古自治區(qū)西遼河平原開魯縣蔡家堡(43°36′N,122°22′E,海拔178 m)進(jìn)行。中壤土和砂壤土為當(dāng)?shù)刂饕寥李愋停囼?yàn)田為多年連作玉米田,2 種質(zhì)地土壤試驗(yàn)田相距約10 km。 試驗(yàn)區(qū)年均氣溫6.8℃,≥10℃活動(dòng)積溫3 200℃,年均降水量385 mm,生長(zhǎng)季內(nèi)(5—9月份)降水量約為315 mm。試驗(yàn)田具有井灌條件,能保證玉米生長(zhǎng)發(fā)育的水分需求。

      1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

      試驗(yàn)采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì),兩因素分別為土壤類型和添加腐熟劑。土壤類型為中壤土(ZR)和砂壤土(SR);添加腐熟劑處理有4 種,分別為中農(nóng)綠康腐熟劑(中農(nóng))、人元秸稈腐熟劑(人元)、農(nóng)富康腐熟劑(農(nóng)富康)和不施腐熟劑(對(duì)照)。各處理均全量還田玉米秸稈(折干物質(zhì)約6 750 kg·hm-2)。以小區(qū)田間試驗(yàn)方式進(jìn)行,小區(qū)面積60 m2,8 個(gè)處理、3 次重復(fù)。播前土壤養(yǎng)分狀況如表1所示,2 種質(zhì)地土壤試驗(yàn)田氣候類型一致。

      中農(nóng)綠康腐熟劑(中農(nóng)綠康生物技術(shù)有限公司)含纖維素分解菌、益生菌、芽孢桿菌、綠色木霉和酵母菌等高效菌株,有效活菌數(shù)≥8.0×107cfu·g-1;人元秸稈腐熟劑(鶴壁市人元生物技術(shù)發(fā)展有限公司)含細(xì)菌、放線菌、絲狀菌、酵母菌等多種菌株,有效活菌數(shù)≥8.0×107cfu·g-1;農(nóng)富康稈腐熟劑(河南農(nóng)富康生物科技有限責(zé)任公司)含放線菌、乳酸菌、芽孢桿菌、土著菌、光合細(xì)菌、酵母菌、硝化細(xì)菌、枯草芽孢桿菌等,有效活菌數(shù)≥5.0×108cfu·g-1。

      表1 試驗(yàn)地耕層土壤養(yǎng)分含量Table1 Nutrients contents of tillage layer of the test soil

      2017年10月上旬實(shí)施玉米秸稈還田。還田時(shí)先將秸稈機(jī)械粉碎,粉碎長(zhǎng)度2~3 cm,均勻撒于田面。中農(nóng)綠康和人元秸稈腐熟劑用量均為30 kg·hm-2,腐熟劑先與鋸末按1∶5 拌勻,再均勻撒施于秸稈表面。農(nóng)富康秸稈腐熟劑使用前需先激活、將菌種做成菌液,具體做法是100 g 秸稈腐熟劑+1 kg 紅糖+10 kg 水,密封發(fā)酵3~7 d;取菌液45 kg·hm-2均勻噴灑在秸稈表面。各處理均撒施尿素150 kg·hm-2于秸稈的表面,然后機(jī)械深翻將秸稈和腐熟劑扣入土壤,翻壓深度約40 cm。

      2018年5月1日播種,10月1日收獲。玉米品種為‘信玉168’,栽培管理同大田生產(chǎn)。

      1.3 樣品采集、測(cè)定項(xiàng)目及其方法

      在玉米吐絲期,采用“S”形15 點(diǎn)取樣法,采集0~15 cm、15~30 cm、30~45 cm 3 個(gè)土層的土壤樣品,各處理樣品分組和編號(hào)如表2所示。每一土樣取樣量約100 g,裝入已滅菌的自封袋中置冰盒帶入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤總DNA 提取。

      土壤總DNA 用改良的SDS(十二烷基磺酸鈉,sodium dodecyl sulfate)高鹽緩沖液抽提法[18]提取,用0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)其是否完整;對(duì)真菌ITS1 區(qū)進(jìn)行測(cè)序,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接,將拼接得到的序列進(jìn)行質(zhì)量過濾,并去除嵌合體,得到高質(zhì)量的Tags 序列。

      1.4 數(shù)據(jù)處理

      在相似性97%的水平上對(duì)Tags 序列進(jìn)行聚類(USEARCH,version 10.0),以測(cè)序所有序列數(shù)的0.005%作為閾值過濾 OTU,進(jìn)行組間差異顯著性(LEfSe)分析,alpha 指數(shù)、Beta 多樣性分析[19]。

      表2 不同質(zhì)地土壤秸稈還田配施腐熟劑土壤樣品編號(hào)Table2 Number of soil samples of different soils with different straw decomposing agents

      2 結(jié)果與分析

      2.1 不同質(zhì)地土壤秸稈還田配施腐熟劑對(duì)真菌OTU 數(shù)的影響

      24 個(gè)樣品共得到3 042 個(gè)OTUs,對(duì)各樣品進(jìn)行OTU 數(shù)量韋恩圖統(tǒng)計(jì)(圖1),a、b、c、d、e、f、g和h 相同OTUs 共483 個(gè);其中c 組特有OTU 數(shù)最多,g、f 和d 組特有OTU 數(shù)較少。砂壤土秸稈還田配施腐熟劑處理特有OTU 數(shù)均比對(duì)照的多,中壤土則相反。砂壤土配施腐熟劑后減少0~30 cm 土層真菌特有OTU 數(shù),尤其是SR111、SR311 和SR112;中壤土配施腐熟劑后減少0~15 cm 土層真菌特有OTU數(shù),ZR211 和ZR311 明顯;配施腐熟劑改變了各土層真菌分布。

      圖1 不同組土壤樣品中獨(dú)有和共有真菌OTU 數(shù)量的韋恩圖Fig.1 Venn diagrams showing the number of shared and exclusive fungal OTU in different groups of the tested soil samples

      從表3可知,各處理樣品0~15 cm 土壤真菌界、門、綱、目、科、屬和種數(shù)均比15~30 cm、30~45 cm的多。砂壤土0~15 cm 中,3 種腐熟劑處理門、綱、目、科數(shù)均多于對(duì)照;15~30 cm和30~45 cm土層中,3種腐熟劑處理科數(shù)多于對(duì)照;中農(nóng)處理表層土屬和種數(shù)多于對(duì)照,而人元和農(nóng)富康處理表層土的屬和種數(shù)少于對(duì)照;15~30 cm 中,中農(nóng)和人元的屬種數(shù)多于對(duì)照,但農(nóng)富康的仍少于對(duì)照;30~45 cm 中3 種腐熟劑處理屬種數(shù)均多于對(duì)照。中壤土0~15 cm 中,中農(nóng)處理目、科、屬數(shù)均多于對(duì)照;而其他2 種腐熟劑處理的目、科、屬、種數(shù)均少于對(duì)照;15~30 cm 和30~45 cm 土層中,配施腐熟劑處理科、屬、種數(shù)均少于對(duì)照。

      2.2 不同質(zhì)地土壤秸稈還田配施腐熟劑土壤真菌分布

      由圖2可知,各組樣品優(yōu)勢(shì)菌屬主要分布在被孢霉門(Mortierellomycota)、子囊菌門(Ascomycota)、擔(dān)子菌門 (Basidiomycota)、球囊菌門(Glomeromycota)、絲足蟲類(Cercozoa)、壺菌門(Chytridiomycota)、Aphelidiomycota、輪蟲(Rotifera)、浮霉菌門(Blastocladiomycota),其中被孢霉門、子囊菌門和擔(dān)子菌門相對(duì)豐度較高。a 組、b 組和f 組中真菌相對(duì)豐度為子囊菌門>被孢霉門>擔(dān)子菌門,而c、g、d、h 和e 組中為被孢霉門>子囊菌門>擔(dān)子菌門。各組樣品優(yōu)勢(shì)菌屬有被孢霉屬(Mortierella)、低溫酵母屬 (Guehomyces)、Tetracladium、Leptosphaeria(引起油菜黑脛病菌)、枝孢菌屬(Cladosporium)、Microdochium(引起草坪病害雪霉葉枯病)、鏈格孢菌(Alternaria)、球囊霉屬(Glomus)、錐蓋傘屬(Conocybe)。優(yōu)勢(shì)種有長(zhǎng)被孢霉(Mortierella elongata)、Mortierella alpina、耐冷酵母(Guehomyces pullulans)、透明被孢霉(Mortierella hyalina)、Mortierella fimbricystis、Leptosphaeria sclerotioides(低溫真菌)、皺枝孢(Cladosporium delicatulum)、Mortierella antarctica、Mortierella gamsii。長(zhǎng)被孢霉在a、c、d、h 中相對(duì)豐度較大,b、f 中較低;Mortierella alpina在d、g、h 中相對(duì)豐度較大,b、f、e、c 中較低,a 中最低;耐冷酵母在a、e、c、g 中相對(duì)豐度較大,其中a 的最大,b、f、d、h 中較低。

      表3 不同組試驗(yàn)樣品各等級(jí)OTU 物種統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table3 Statistical results of OTU at different levels in different groups of the tested soil samples

      同組內(nèi)樣品真菌相對(duì)豐度存在差異,由圖3可知,各樣品優(yōu)勢(shì)屬均為被孢霉屬和低溫酵母;除了ZR211 外,中壤土樣品真菌第1 優(yōu)勢(shì)屬均為被孢霉屬,其次是低溫酵母;ZR211 枝孢菌屬相對(duì)豐度比低溫酵母大;SR112、SR113、SR312、ZR311 中被孢霉屬和低溫酵母相對(duì)豐度相當(dāng),均為優(yōu)勢(shì)屬;SR311 中以上2 個(gè)菌屬相對(duì)豐度相當(dāng),均為優(yōu)勢(shì)屬。

      從圖3可知,砂壤土真菌相對(duì)豐度隨著土層下移變化規(guī)律為:配施中農(nóng)和人元處理土壤真菌被孢霉屬相對(duì)豐度逐漸下降,低溫酵母相對(duì)豐度增加;配施農(nóng)富康處理被孢霉屬相對(duì)豐度增加,低溫酵母先增加后下降;對(duì)照被孢霉屬相對(duì)豐度先增加后下降,而低溫酵母下降。中壤土真菌相對(duì)豐度隨著土層下移變化規(guī)律為:配施中農(nóng)處理被孢霉屬相對(duì)豐度逐漸增加,而低溫酵母先下降后增加;人元處理被孢霉屬相對(duì)豐度先增加后下降,而低溫酵母增加;農(nóng)富康處理被孢霉屬相對(duì)豐度逐漸增加,而低溫酵母降低;對(duì)照被孢霉屬相對(duì)豐度先下降后增加,而低溫酵母下降。隨土層的下移,砂壤土和中壤土秸稈還田不施腐熟劑處理被孢霉屬相對(duì)豐度先增加后下降,低溫酵母相對(duì)豐度下降;配施腐熟劑后(除g 組),15~30 cm 和30~45 cm 土層低溫酵母相對(duì)豐度大于0~15 cm。

      圖2 不同組試驗(yàn)樣品真菌門、種水平分類學(xué)組成和分布Fig.2 Taxonomic composition and distribution of soil fungi on the phylum and species levels in different groups of the tested soil

      圖3 不同組試驗(yàn)樣品真菌屬聚類樹及相對(duì)豐度Fig.3 Horizontal clustering tree and relative abundance of fungi genus the tested soil samples

      不同質(zhì)地土壤真菌相對(duì)豐度存在差異,被孢霉屬和低溫酵母相對(duì)豐度均為SR111>ZR111;被孢霉屬相對(duì)豐度為ZR112>SR112,并且ZR112 中新增加了Cladosporium和球囊霉屬,而SR112 低溫酵母相對(duì)豐度比ZR112 高3.5 倍;被孢霉屬相對(duì)豐度ZR113> SR113,ZR113 中新增加低溫酵母和球囊霉屬。被孢霉屬相對(duì)豐度SR211>ZR211,低溫酵母相對(duì)豐度則相反,ZR211 中鏈格孢屬(Alternaria)與低溫酵母的相當(dāng);被孢霉屬相對(duì)豐度ZR212>SR212,低溫酵母相對(duì)豐度則相反;被孢霉屬相對(duì)豐度ZR213>SR213,其余無差異;被孢霉屬、低溫酵母、Cladosporium相對(duì)豐度均ZR311>SR311,被孢霉屬、球囊霉屬相對(duì)豐度均為ZR312>SR312,而低溫酵母相對(duì)豐度則相反;被孢霉屬、低溫酵母相對(duì)豐度為 SR313>ZR313;Leptosphaeria、Tetracladium、錐蓋傘屬相對(duì)豐度ZR411>SR411,低溫酵母相對(duì)豐度 ZR412>SR412,而被孢霉屬則相反,Cladosporium和錐蓋傘屬在ZR412 中未出現(xiàn);ZR413、SR413 被孢霉屬、低溫酵母相對(duì)豐度無差異,錐蓋傘屬在ZR413 中未出現(xiàn)。

      2.3 不同質(zhì)地土壤秸稈還田處理間有差異的物種分析

      從圖4橫向聚類結(jié)果看,擔(dān)子菌亞門(Basidiomycota)、Aphelidiomycota、新美鞭菌(Neocallimastigomycota)、子囊菌門、毛霉亞門(Mucoromycota)距離較近,枝長(zhǎng)較短;芽枝霉門(Blastocladiomycota)、絲足蟲類、單毛壺菌、Rotifera、被孢霉門、梳霉門(Kickxellomycota)距離較近,枝長(zhǎng)較短;壺菌門、黃藻門(Anthophyta)、油壺菌門(Olpidiomycota)、Streptophycophyta、球囊菌門、隱真菌門(Rozellomycota)距離較近,枝長(zhǎng)較短;說明這些菌群在各樣品中組成較相似。

      縱向聚類結(jié)果看,SR411、SR412、SR413、ZR412、ZR413、ZR312、ZR313、ZR111、ZR113距離較近,枝長(zhǎng)較短,歸為一類;SR212、SR213、ZR211、ZR212、ZR213 距離較近,枝長(zhǎng)較短,歸類一類;SR111、SR112、SR113、SR311、SR312、SR313、ZR112、ZR311、ZR411 距離較近,枝長(zhǎng)較短,歸為一類;說明這些樣品真菌組成及豐度較相似。

      圖4 不同試驗(yàn)樣品真菌差異物種相對(duì)豐度熱圖Fig.4 Relative abundance heat map of fungi of the tested soil samples

      由圖5可知,b、e、f 和h 組間距離較近,相似性高,而a 與d,g 與e、f、h,c 與其他組間距離較遠(yuǎn),相似性低,差異程度大??芍?,兩種質(zhì)地土壤秸稈還田配施農(nóng)富康腐熟劑處理與其他處理真菌差異較大。

      根據(jù)8 組樣品LEf Se(LDA Effect Size)分析,篩選出LDA 值大于4 的物種,發(fā)現(xiàn)a、f、g 組間真菌多樣性存在差異,發(fā)揮顯著性作用的菌種分別具有1、2 和 3 個(gè)分類(圖6)。這些分類群主要來自Basidiomycota、Pleosporales、Ascomycota、Agaricales、Mortierella fimbricystis和Agaricomycetes。各組差異效果影響較大的物種不同,a 組中Basidiomycota物種,f組中Ascomycota和Pleosporales物種,g 組中Agaricomycetes、Mortierella fimbricystis、Agaricales物種豐度對(duì)差異效果影響較大;即各組中它們是起到重要作用的微生物類群。

      圖5 不同組試驗(yàn)樣品真菌非度量多維尺度分析Fig.5 Nonmetric multidimensional scale analysis of soil fungi in different groups of the tested soil samples

      圖6 不同組試驗(yàn)樣品真菌LDA 值分布和系統(tǒng)發(fā)育樹(LDA 閾值4.0)Fig.6 LDA value distribution and cladogram of soil fungi in different groups of the tested soil samples (LAD score=4.0)

      3 討論與結(jié)論

      土壤類型是影響真菌種群的重要因素之一,對(duì)AM 真菌孢子密度、物種豐富度、Shannon 多樣性指數(shù)和侵染率均有顯著影響[20]。黑壚土、灌淤土、黃綿土、灰鈣土、風(fēng)沙土等土壤類型中,AM 真菌均以球囊霉屬為優(yōu)勢(shì)屬[21]。干旱區(qū)農(nóng)田不同作物根際土壤中,子囊菌門為最優(yōu)勢(shì)菌門,次優(yōu)勢(shì)菌門是擔(dān)子菌門[1]。真菌群落首先受到團(tuán)聚體大小組分的影響,其多樣性與土壤碳氮比的變化有關(guān);東北地區(qū)35年施有機(jī)肥和施化肥的農(nóng)田不同粒級(jí)(2 000~250 μm,250~53 μm,<53 μm)的真菌群落組成均表現(xiàn)為子囊菌群落較多,接合菌群較少,碳含量較高[22]。秸稈還田后土壤真菌的優(yōu)勢(shì)菌群為子囊菌、接合菌和擔(dān)子菌[8];小麥成熟期的褐土中真菌主要包含子囊菌門、擔(dān)子菌門、壺菌門和球囊菌門[23];從C13纖維素中吸收C13的真菌類群大部分是未培養(yǎng)的,C13標(biāo)記的真菌大部分屬于子囊菌門、擔(dān)子菌門和粘菌門(Myxomycophyta)[24]。本研究中各樣品優(yōu)勢(shì)真菌為被孢霉門、子囊菌門和擔(dān)子菌門;優(yōu)勢(shì)屬均為被孢霉屬和低溫酵母??梢?,土壤中真菌以子囊菌門和擔(dān)子菌門占優(yōu)勢(shì),并存在各異的真菌優(yōu)勢(shì)類群。這可能是不同土壤類型下,驅(qū)動(dòng)真菌群落演變的土壤因子不同[25],土壤團(tuán)聚體大小組分不同,養(yǎng)分含量不同,從而土壤中分解者群落組成不同;不同類型土壤中資源可利用性可能發(fā)生了較大變化,提高了微生物演替速度。

      秸稈還田配施不同腐熟劑與土壤質(zhì)地會(huì)產(chǎn)生不同響應(yīng)。砂壤土秸稈還田配施中農(nóng)綠康秸稈腐熟劑、中壤土秸稈還田配施人元秸稈腐熟劑和中壤土秸稈還田配施農(nóng)富康腐熟劑等3 個(gè)處理的土壤真菌多樣性存在差異。通過 LEfSe 分析可知,分別有Basidiomycota,Ascomycota、Pleosporales,Agaricomycetes、Mortierella fimbricystis和Agaricales起到了重要作用;可能原因是砂壤和中壤土的土壤團(tuán)聚體大小組分不同,秸稈腐熟劑的成分不同,從而促進(jìn)功能菌種的定植與功效提升程度不同;秸稈和腐熟劑顯著地改變了微生物的豐度、組成和共生情況。這種響應(yīng)差異也體現(xiàn)在同一腐熟劑對(duì)中壤土和砂壤土的不同土層真菌的影響。秸稈還田后土壤有利于真菌和細(xì)菌細(xì)胞壁成分的積累,尤其是在0~5 cm 的土層,并且真菌優(yōu)先富集,使表層土壤組分中碳積累增加,有利于真菌群落的生長(zhǎng),從而改善土壤聚集性。在排水良好的免耕砂質(zhì)黏壤土0~5 cm 的土層中大團(tuán)聚體較多,菌絲體密度比旋耕的相同土層高1.30~1.46 倍,且前者的真菌菌絲體數(shù)量較高。秸稈的添加雖然減少了真菌的多樣性,但對(duì)真菌的優(yōu)勢(shì)類群有利,從而增加了真菌的生物量[9]。土壤中真菌生物量的增加有利于土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定[26]。本研究中,秸稈還田并配施中農(nóng)綠康腐熟劑的0~15 cm 土層中的被孢霉屬、低溫酵母的相對(duì)豐度砂壤土中大于中壤土;15~30 cm 土層砂壤土低溫酵母相對(duì)豐度是中壤土的3.5 倍,而中壤土Tetracladium相對(duì)豐度是砂壤土的3 倍,并新增加了Cladosporium和球囊霉屬;30~45 cm 中壤土Leptosphaeria的相對(duì)豐度是砂壤土的4 倍,并新增加低溫酵母和球囊霉屬,而錐蓋傘屬相對(duì)豐度比砂壤土的低3 倍。砂壤土和中壤土秸稈還田配施人元腐熟劑的真菌相對(duì)豐度存在差異,中壤土0~15 cm 土層低溫酵母相對(duì)豐度大于砂壤土,15~30 cm、30~45 cm 土層被孢霉屬相對(duì)豐度大于砂壤土。說明秸稈還田配施腐熟劑后改變了被孢霉屬、低溫酵母和球囊霉屬0~45 cm 土層中的豐度。這可能是不同土層中土壤團(tuán)聚體大小組分、還田秸稈的腐熟程度不同,導(dǎo)致不同土層中有機(jī)添加物質(zhì)量的差異,從而土壤真菌組成受到了影響[27],改變了土壤優(yōu)勢(shì)真菌的分布。被孢霉屬真菌對(duì)黑麥草(Lolium perenne)的種子萌發(fā)與生長(zhǎng)表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)作用[28]。長(zhǎng)期施有機(jī)肥條件下,玉米根內(nèi)被孢霉屬真菌的相對(duì)豐度由5%上升到45%,成為砂姜黑土真菌群落中的主導(dǎo)性菌群[29]。被孢霉屬真菌的變化對(duì)土壤真菌群落變化的貢獻(xiàn)最大;被孢霉屬、鐮刀菌屬以及毛殼屬真菌在植物殘基的快速分解過程中發(fā)揮重要作用,促進(jìn)了有機(jī)肥中植物殘基分解和土壤養(yǎng)分濃度的提升[29]。靳冉[30]從土壤環(huán)境中的真 菌中篩選出1 株能夠以堿木質(zhì)素為唯一碳源生長(zhǎng)的高效木質(zhì)纖維素降解微生物—— 枝孢菌屬Cladosporium。球囊霉屬3 種AM 真菌均顯著減少了根系周圍尖孢鐮刀菌數(shù)量,從而減輕香蕉枯萎病的危害[31]。添加含活性炭的有機(jī)土壤改良劑促進(jìn)土壤真菌增殖,以維持或改善土壤結(jié)構(gòu)[32]。以上分析可知,不同質(zhì)地土壤秸稈還田配施腐熟劑要因地制宜,配施適宜的秸稈腐熟劑可增加土壤有益微生物;這些微生物可改善養(yǎng)分的有效性、土壤結(jié)構(gòu)和抑制土壤傳播疾病。秸稈還田配施腐熟劑真菌優(yōu)勢(shì)菌屬之間的關(guān)系如何及土壤真菌和細(xì)菌群落的協(xié)同降解秸稈的模式等亟需進(jìn)一步研究。

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