黄土高原雨养区苜蓿种植年限对土壤固碳细菌丰度和活性有机碳组分的影响

作者：蔡雪梅; 潘占东; 罗珠珠^*; 李玲玲; 牛伊宁; 蔡立群; 刘家鹤

来源：草业科学, 2021, 38(06): 1024-1034.

• 黄土高原
• 紫花苜蓿
• 种植年限
• 农田
• 活性碳组分
• RubisCO酶
• cbbL基因

为了揭示紫花苜蓿(Medicago sativa)种植对土壤固碳细菌丰度和活性有机碳组分的影响,本研究采用实时荧光定量PCR技术,分析不同种植年限(2、9、16和18年)紫花苜蓿地和农田[玉米(Zea mays)]土壤固碳细菌丰度变化特征,探讨土壤固碳细菌丰度与活性有机碳组分及Rubis CO酶活性之间的关系,并耦合土壤理化因子解析影响cbb L基因丰度和土壤活性有机碳组分的重要因素。结果表明,与农田相比,种植18和16年苜蓿显著提高了土壤总有机碳和3种活性有机碳组分(P <0.05),其中总有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳分别增加了18.15%和14.60%、130.00%和76.43%、22.87%和11.17%、127.03%和133.49%,种植9年苜蓿提高了3种土壤活性有机碳组分,而种植2年苜蓿仅显著提高了微生物量碳含量(P <0.05)。土壤干土cbb L基因拷贝数介于(1.12×108)～(1.96×108)copies·g-1,表现为苜蓿地土壤均显著高于农田(P <0.05),且随苜蓿种植年限的延长而增加。相关分析结果表明,cbb L基因丰度与土壤C、N和p H呈显著正相关关系(P <0.05),与土壤水分、P素和Rubis CO酶活性呈显著负相关关系(P <0.05);进一步逐步回归分析发现,土壤全氮和p H是影响cbb L基因丰度的关键因子。冗余分析结果显示,土壤水分和全氮是影响土壤总有机碳和活性有机碳组分的主要因素。综上,了解土壤cbb L细菌丰度和活性有机碳组分对苜蓿种植年限的响应对后期进一步揭示黄土高原雨养区土壤固碳的微生物机制提供了参考。

• 单位
  甘肃农业大学