论文部分内容阅读
油茶（Camellia oleifera Abel.）又名茶油树、茶籽树,是我国重要的木本油料树种之一,主要分布于湖南、广西、江西等南方16个省（区）。氮是油茶生长结实的主要限制因子之一。了解油茶根际氮素转化过程及关键微生物群落丰度和多样性,是提高油茶对土壤氮吸收利用效率的基础。本研究以油茶良种‘华金’根际土壤为研究材料,分析铵态氮肥（Am）、硝态氮肥（Ni）、尿素（Ur）短期处理下油茶根际土壤化学和生物性质的变化规律,旨在为油茶林地氮素管理提供一定的参考资料。主要结果如下:（1）测定不同氮肥处理下油茶根际土壤的化学性质、酶活性以及微生物生物量碳氮含量,结果表明:3种氮肥均显著降低油茶根际土壤pH值,其中Ur处理的土壤pH值要高于Am和Ni处理。Ur处理10 d的土壤中全氮、碱解氮、有机质含量显著高于其它处理,30 d的铵态氮、硝态氮、有机碳的含量显著高于其它处理。Ni和Ur处理10 d的土壤蛋白酶和脲酶活性显著高于0d和30 d,Am处理则相反;Ni处理10 d的硝酸还原酶和Ur处理10 d的亚硝酸还原酶活性均低于0 d,Am处理的硝酸还原酶与亚硝酸还原酶10 d的活性高于0 d。Ur和Ni处理30 d的土壤微生物生物量碳含量显著高于Am处理和其它时间,Am处理10 d的微生物生物量氮含量显著高于其它时间和处理。Ni处理的根际土壤矿化速率为正值,Am处理的为负值,Ur处理的矿化速率在10 d为负值,30 d为正值。（2）采用荧光定量以及高通量测序测定不同氮肥处理对油茶根际土壤固氮微生物的丰度和多样性的影响,结果表明:Ur处理30 d的固氮微生物丰度和Shannon、Chao 1、Ace指数均高于其它处理和时间。Am处理10 d的丰度与Chao 1、Ace指数高于30d以及同时间的其它处理。油茶根际土壤固氮微生物主要以α-变形菌为主,优势菌属为慢生根瘤菌属Bradyrhizobium。LEfSe分析发现,Am处理10 d与Ur处理30 d的样品中存在差异的固氮微生物数量最多,帕拉伯克氏菌属Paraburkholderia、固氮螺菌属Azospirillum分别为Am处理10 d和Ur处理30 d的样品中影响力最高的差异菌属。RDA分析结果表明,慢生根瘤菌属Bradyrhizobium的丰度与NO3--N和C/N存在正相关关系,而固氮螺菌属Azospirillum的丰度与TN、pH呈正相关,帕拉伯克氏菌属Paraburkholderia的丰度则只与NH4+-N呈正相关。（3）采用荧光定量以及高通量测序测定不同氮肥对油茶根际土壤氨氧化细菌的丰度和多样性的影响,结果表明:Am和Ur处理能显著增加氨氧化细菌的丰度。油茶根际土壤氨氧化细菌群落结构组成较为单一,主要以α-变形菌为主,可鉴定到的优势菌属为亚硝化螺菌属Nitrosospira。Am处理10 d和Ur处理30 d的氨氧化细菌Chao 1和Ace指数要高于其它时间。LEfSe分析结果显示Nitrosospira briensis为Ur处理30 d的样品中的标志物种;RDA分析结果显示TN、TOC与亚硝化螺菌属Nitrosospira的丰度存在正相关关系。（4）采用荧光定量以及高通量测序测定不同氮肥处理对油茶根际土壤反硝化细菌的丰度和多样性的影响,结果表明:3个时间内,Ni和Ur处理的nirK型反硝化细菌丰度显著低于Am处理,nosZ型反硝化细菌的丰度则在30 d显著高于Am处理。Am处理10 d的反硝化细菌Shannon、Chao 1和Ace指数显著高于其它时间,而Ur处理则是30 d显著高于10 d。慢生根瘤菌属Bradyrhizobium和无色杆菌属Achromobacter分别为nirK型和nosZ型反硝化细菌的优势菌属。LEfSe分析发现,Am处理10 d与Ur处理30 d的样品中存在差异的反硝化细菌数量多于同时间的其它氮肥。nirK型反硝化细菌中的包西氏菌属Bosea,亚硝化螺菌属Nitrosospira分别为Ur处理30 d和Am处理10 d的样品中影响力最高的差异菌属。奈瑟菌属Neisseria则为Ur处理30 d的nosZ型反硝化细菌中影响力最高的差异菌属。RDA分析表明包西氏菌属Bosea、亚硝化螺茵Nitrosospira的丰度与TN、pH均存在正相关关系。无色菌杆属Achromobacter的丰度与NO3--N、C/N存在正相关关系,而慢生根瘤菌属Bradyrhizobium、奈瑟菌属Neisseria与TOC、AN、NO3--N和C/N均存在正相关关系。综述表明,施用不同氮肥不仅影响油茶根际土壤的化学性质、酶活性以及微生物生物量碳氮,还影响了氮循环微生物群落。对于本试验条件下的油茶而言,尿素和铵态氮肥比硝态氮肥更能提高根际土壤氮循环微生物的丰度和群落多样性。