苜蓿种植年限对土壤硝化潜势和氨氧化微生物丰度的影响

作者：张耀全; 马欣; 罗珠珠^*; 牛伊宁; 李玲玲; 蔡立群; 谢军红

来源：干旱地区农业研究, 2020, 38(05): 39-44.

• 苜蓿
• 种植年限
• 氨氧化微生物丰度
• 硝化潜势
• 土壤氮素

依托布设在黄土高原半干旱区的长期定位试验,通过高通量测序研究不同种植年限(L2003、L2005和L2012)苜蓿土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度,并分析揭示了影响氨氧化微生物丰度的环境因子。研究结果表明,土壤硝化潜势随苜蓿种植年限延长逐渐下降,其中,L2012、L2005和L2003处理的硝化潜势分别为0.05、0.04、0.04μg·g-1·h-1,且处理间差异显著(P<0.05);土壤全氮含量随苜蓿种植年限延长逐渐增加,其中,L2012、L2005和L2003处理的全氮含量分别为1.02、1.14、1.18 g·kg-1,且处理间差异显著(P<0.05),L2003和L2005处理的全氮含量分别比L2012高15.69%和11.76%;土壤硝态氮含量表现为随种植年限延长显著增加(P<0.05),L2003处理和L2005处理硝态氮含量分别比L2012处理提高59.73%和33.62%。高通量测序发现,AOA amoA基因拷贝数为9.75×106～12.68×106个·g-1,明显高于AOB的5.01×106～7.70×106个·g-1,AOA丰度随苜蓿种植年限延长显著增加(P<0.05),但AOB丰度表现出随种植年限延长先升高后降低的趋势,这表明黄土高原半干旱区苜蓿土壤氨氧化微生物以AOA占主导地位。相关分析表明,AOA丰度与土壤全氮(r=0.853)和硝态氮(r=0.833)均呈极显著正相关,但与硝化潜势(r=-0.802)呈极显著负相关,AOB丰度与土壤氮素含量和硝化潜势没有明显相关性。由此可见,黄土高原半干旱区苜蓿土壤氨氧化微生物以AOA为优势类群,且对苜蓿种植年限有更强烈的响应,但其并未主导土壤硝化过程。

• 单位
  甘肃农业大学