两种典型水稻土中秸秆碳转化的微生物过程

论文摘要

【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土为研究对象,设置不添加秸秆（CK）和添加13C标记的水稻秸秆（RS）处理,厌氧恒温培养38 d,在培养过程中定期测定气体释放量,研究秸秆矿化速率的动态变化;采集土壤样品,利用13C-PLFA-SIP技术分析参与秸秆降解的微生物群落的动态变化。【结果】培养前12 d,秸秆降解缓慢,此时秸秆对土壤有机质（SOM）产生正激发效应;培养12-18 d秸秆快速降解,18 d后趋缓。培养结束时,秸秆碳在红壤性水稻土和乌栅土中的矿化率分别为24%和33%。秸秆碳对CO2和CH4贡献率随培养时间的延长而增加,在培养末期分别为53%-60%和54%-57%。添加秸秆可以提高土壤微生物生物量及微生物活性,乌栅土微生物活性高于红壤性水稻土。16:0（一般细菌）是参与秸秆分解主要类群,i16:0和i15:0（G+细菌）和18:1ω9c（真菌）也是参与秸秆分解的重要微生物类群。随培养时间增加,G+细菌和放线菌的相对丰度增加,G-细菌呈降低趋势。红壤性水稻土和乌栅土PLFAs中标记利用秸秆碳的PLFAs的比例分别为27%-32%和18%-24%。真菌和一般细菌对秸秆碳的利用效率较高,而土壤原有有机质（SOM）矿化主要与G-和放线菌相关联。添加秸秆造成乌栅土和红壤性水稻土两种水稻土微生物群落结构呈现明显差异,但分解利用外源秸秆碳的微生物群落结构相似,而分解利用SOM微生物群落结构有差异。【结论】秸秆厌氧降解过程中秸秆碳的矿化滞后于土壤自身SOM;不同本底微生物活性和多样性是影响秸秆碳矿化速率的重要因素;添加秸秆后不同土壤微生物群落结构的差异主要是参与SOM降解的微生物差异,土壤原SOM是导致这种差异的重要因素。

论文目录

• 0 引言
• 1 材料与方法
•   1.1 供试土壤和秸秆
•   1.2 试验设计
•   1.3 CO2和CH4测定
•   1.4 PLFA提取和微生物群落结构测定
•   1.5 计算方法
•   1.6 数据处理与分析
• 2 结果
•   2.1 秸秆碳矿化动态及其对CO2和CH4排放的贡献
•   2.2 土壤微生物群落结构组成及变化
•   2.3 参与秸秆分解的微生物群落组成及变化
• 3 讨论
•   3.1 秸秆碳矿化
•   3.2 微生物群落结构变化
•   3.3 特异微生物的变化
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 仇存璞,陈晓芬,刘明,李委涛,吴萌,江春玉,冯有智,李忠佩

关键词: 秸秆降解,水稻土,微生物群落

来源: 中国农业科学 2019年13期

年度: 2019

分类: 农业科技,基础科学

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院大学,江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所

基金: 国家自然科学基金(41430859),国家重点研发计划项目(2018YFD0301104-01),中国博士后基金(2018M640530)

分类号: S154.3

页码: 2268-2279

总页数: 12

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