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地膜覆盖和秸秆还田对黄土高原土壤细菌群落结构的影响

李雨泽  胡迎春  宋端朴  温晓霞  秦晓梁  廖允成  
【摘要】:【研究目的】在黄土高原农田中,微生物群落对地膜覆盖和秸秆还田两种主要耕作方式的响应尚不清楚。明晰两种耕作措施对黄土高原土壤细菌群落结构的影响对农业可持续发展具有重要意义。【方法】设置双因素四处理试验:(i)无地膜覆盖或秸秆还田(P);(ii)地膜覆盖,无秸秆还田(M);(iii)秸秆还田,无地膜覆盖(PS);(iv)地膜覆盖,同时进行秸秆还田(MS)。【结果】包括基于布雷-柯蒂斯距离的相似性分析及非加权组平均法聚类在内的分析均凸显了秸秆还田因素在两种耕作措施中的显著地位。地膜覆盖降低了土壤细菌丰度,但秸秆还田则没有;秸秆还田显著增加了土壤细菌多样性,地膜覆盖对细菌多样性没有显著影响。秸秆还田条件下,土壤细菌中与环境适应、细胞运动、复制和修复以及免疫系统相关的功能基因家族高度表达。冗余分析表明土壤铵态氮(AN;R~2=0.5671,p=0.025),硝态氮(NN;R~2=0.7427,p=0.003)和全氮(TN;R~2=0.7927,p=0.004)显著影响了四种处理中土壤细菌群落的组成。在秸秆还田和无秸秆还田条件下,土壤细菌群落结构的形成分别由NN和AN驱动。放线菌门(Actinobacteria),绿湾菌门(Chloroflexi),变形菌门(Proteobacteria)是黄土高原农田土壤细菌共生网络构建的关键节点。【结论】地膜覆盖和秸秆还田均可以影响土壤细菌的群落结构组成,未来地膜覆盖耦合秸秆还田下土壤营养元素转化的微生物机理需要进一步研究。

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