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减氮配施炭基肥对植烟土壤微生物群落多样性的影响

何晓冰 李俊营 许跃奇 王晓强 阎海涛 王明鑫 杨楠 常栋

何晓冰, 李俊营, 许跃奇, 王晓强, 阎海涛, 王明鑫, 杨 楠, 常 栋. 减氮配施炭基肥对植烟土壤微生物群落多样性的影响[J]. 土壤通报, 2023, 54(2): 400 − 406 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022501
引用本文: 何晓冰, 李俊营, 许跃奇, 王晓强, 阎海涛, 王明鑫, 杨 楠, 常 栋. 减氮配施炭基肥对植烟土壤微生物群落多样性的影响[J]. 土壤通报, 2023, 54(2): 400 − 406 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022501
HE Xiao-bing, LI Jun-ying, XU Yue-qi, WANG Xiao-qiang, YAN hai-tao, WANG Ming-xin, YANG Nan, CHANG Dong. Effect of Nitrogen Reduction Combined with Biochar-based Fertilizer on Microbial Community Diversity of Tobacco-planting Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2023, 54(2): 400 − 406 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022501
Citation: HE Xiao-bing, LI Jun-ying, XU Yue-qi, WANG Xiao-qiang, YAN hai-tao, WANG Ming-xin, YANG Nan, CHANG Dong. Effect of Nitrogen Reduction Combined with Biochar-based Fertilizer on Microbial Community Diversity of Tobacco-planting Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2023, 54(2): 400 − 406 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022501

减氮配施炭基肥对植烟土壤微生物群落多样性的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022501
基金项目: 青年人才托举工程资助项目(2017QNRC001)和 河南省烟草公司科技专项(2018410000270036)资助
详细信息
    作者简介:

    何晓冰(1986−),女,河南宝丰人,农艺师,硕士,主要从事烟草栽培及病理研究,Email: he19861015@163.com

    通讯作者:

    E-mail: cd411@outlook.com

  • 中图分类号: S-3

Effect of Nitrogen Reduction Combined with Biochar-based Fertilizer on Microbial Community Diversity of Tobacco-planting Soil

  • 摘要:   目的  为探讨炭基肥对烟田土壤生化特性及微生物的影响,达到化肥减施增效的目的。  方法  在褐土烟田采用田间小区试验,以常规化肥用量为对照,研究了不同减量氮肥(不减少、减少15%和30%氮肥)与炭基肥配施条件下烤烟现蕾期土壤微生物生物量、酶活性以及微生物多样性的变化。  结果  与对照相比,配施炭基肥处理显著提高了土壤有机碳(SOC)和微生物量碳(MBC)含量,分别提高了19.68% ~ 39.68%和20.09% ~ 36.14%,而配施处理之间差异不显著;不同处理间脲酶和蔗糖酶活性没有显著差异;常规化肥用量和减少15%氮肥配施炭基肥增强了Biolog平板的平均颜色变化率(AWCD),显著提高了对羧酸、酚酸和胺类碳源底物的利用强度,丰富了微生物群落结构;主成分和热图分析显示,在增施炭基肥的基础上,减少15%氮肥与常规化肥用量处理相比,微生物群落代谢功能改变较小。  结论  综合各处理对土壤生物化学特性的影响,减少15%氮肥配施炭基肥具有较好的土壤改良效果。
  • 图  1  各处理土壤微生物的平均颜色变化率(AWCD)

    Figure  1.  Variation in average well-color development(AWCD)over time in Biolog Ecoplates

    图  2  各处理土壤微生物对6类碳源的利用特征

    Figure  2.  Utilization characteristics of six substrate categories under different fertilization treatments

    图  3  各处理土壤微生物对31种碳源的利用热图

    Figure  3.  Heatmap of 31 carbon substrate utilization under different fertilization treatments

    图  4  各处理土壤微生物碳源利用的主成分分析

    Figure  4.  PCA for carbon source utilization of soil microorganisms under different fertilization treatments

    表  1  各处理土壤生物化学特性

    Table  1.   Soil biochemical properties under different fertilization treatments

    处理
    Treatment
    微生物生物量碳 (mg kg−1)
    MBC
    微生物生物量氮 ((mg kg−1)
    MBN
    微生物熵 (%)
    SMQ
    脲酶活性 (mg (g 24 h)−1)
    UE
    蔗糖酶活性 (mg (g 24 h)−1)
    SC
    有机碳 (g kg−1)
    SOC
    CK 127.85 ± 5.95 b 20.50 ± 1.28 c 1.04 ± 0.12 ab 0.348 ± 0.033 a 173.27 ± 30.89 a 12.40 ± 1.09 c
    T1 172.74 ± 10.79 a 38.88 ± 2.27 a 1.00 ± 0.07 ab 0.351 ± 0.033 a 195.97 ± 6.37 a 17.32 ± 0.56 a
    T2 174.05 ± 6.33 a 28.56 ± 3.14 b 1.18 ± 0.13 a 0.383 ± 0.009 a 149.31 ± 20.09 a 14.84 ± 1.32 b
    T3 153.54 ± 7.94 a 25.93 ± 1.93 bc 0.90 ± 0.06 b 0.343 ± 0.02 a 155.62 ± 26.22 a 17.04 ± 0.29 ab
      注:同列数据后未标有相同小写字母表示处理间差异达到显著水平(P < 0.05),下同。
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    表  2  各处理对植烟土壤微生物多样性指数的影响

    Table  2.   Effects of soil microbial diversity index under different fertilization treatments

    处理
    Treatment
    多样性指数 H
    Shannon
    多样性指数 D
    Simpson
    多样性指数 U
    McIntosh
    均匀性指数 E
    Shannon
    CK 3.03 ± 0.305 a 0.965 ± 0.0107 ab 8.23 ± 0.247 b 0.93 ± 0.09 a
    T1 3.37 ± 0.027 a 0.965 ± 0.0011 ab 9.42 ± 0.804 ab 0.98 ± 0.007 a
    T2 3.41 ± 0.004 a 0.967 ± 0.0003 a 9.99 ± 0.475 a 0.99 ± 0.001 a
    T3 3.11 ± 0.007 a 0.951 ± 0.0001 b 8.57 ± 0.732 ab 1.00 ± 0.018 a
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    表  3  施加炭基肥土壤微生物多样性与土壤生化特性的相关关系

    Table  3.   Correlation between soil microbial diversity and soil biochemical properties

     脲酶活性
    Urease
    蔗糖酶活性
    Sucrase
    有机碳
    SOC
    微生物量碳
    MBC
    微生物量氮
    MBN
    碱解氮
    AN
    速效磷
    AP
    pH矿质氮
    Mineral N
    微生物熵
    SMQ
    H0.5630.1130.4290.667*0.590*0.731**0.0420.444−0.2750.159
    D−0.127−0.03−0.5570.0470.0380.295−0.4120.2860.5750.672*
    U0.2620.1310.1730.700*0.623*0.399−0.2230.629*−0.2020.512
    E0.442−0.1010.618*0.3630.2820.3020.2050.153−0.609*−0.347
    碳水化合物0.2480.1720.0590.652*0.5730.606*0.2630.590*0.040.57
    氨基酸0.402−0.1630.0880.5150.3110.087−0.3930.660*−0.3760.438
    羧酸0.128−0.1380.050.560.4080.237−0.4080.645*−0.250.524
    多聚物0.3780.343−0.2710.3780.4430.719**−0.1570.3660.5210.653*
    酚酸0.1880.2250.3610.740**0.773**0.788**0.1590.418−0.0850.32
    胺类0.2330.2360.0780.688*0.670*0.685*−0.0880.5110.0820.607*
      注:* 在 0.05 水平(双侧)上显著相关。** 在0.01 水平(双侧)上显著相关。  
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-03
  • 录用日期:  2022-07-15
  • 修回日期:  2022-07-06
  • 刊出日期:  2023-04-06

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