【摘 要】
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为明确长期水稻种植对不同母质发育的稻田土壤细菌群落结构演变的影响.本研究分别从广东、浙江、江西和湖南采集5个典型水稻土,分别由砖红壤、湖积物、第四纪红壤及河流冲积物母质发育.每个土壤采集0～20cm、20 ～ 40cm、40～ 60cm三个土层.通过采用454高通量测序和qPCR等技术研究土壤细菌群落(16S rRNA)结构和丰度演变与不同母质发育的水稻土壤特性的关系.试验共获得174 087条有
【机 构】
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中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,长沙410125;中国科学院研究生院,北京 100049
【出 处】
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中国土壤学会第十二届全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会
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为明确长期水稻种植对不同母质发育的稻田土壤细菌群落结构演变的影响.本研究分别从广东、浙江、江西和湖南采集5个典型水稻土,分别由砖红壤、湖积物、第四纪红壤及河流冲积物母质发育.每个土壤采集0～20cm、20 ～ 40cm、40～ 60cm三个土层.通过采用454高通量测序和qPCR等技术研究土壤细菌群落(16S rRNA)结构和丰度演变与不同母质发育的水稻土壤特性的关系.试验共获得174 087条有效序列,平均每个样品高达11 605条,平均读长442bp.通过RDP Classifier分类工具在80％置信水平对有效序列比对分析,结果显示,15个样品共113011条序列可以鉴定分类于22个已知细菌门.15个稻田土的主要优势细菌门均为Proteobacteria、Chloroflexi、Acidobacteria、Actinobacteria和Firmicutes(relative abundance ＞3.5％),但各细菌群在不同土样之间的分布特征有所差异.以3％的遗传距离进行聚类分析,每个样品可以得到3664 ～ 8359个OUT.基于OUT数量和多样性指数(Shannon)的稀疏曲线显示,不同母质发育的稻田土壤细菌多样性指数在0～ 20cm土层之间有一定差异,但在40～60cm土层差异扩大,表明不同母质发育的土壤上长期种植水稻使细菌多样性有接近趋势.此外,FastUnifrac分析结果还发现,细菌群落组成在同一母质发育的表层土(0～ 20cm)和底层土(40～60cm)之间有明显差异,进一步说明长期水稻种植对土壤细菌群落有明显影响.根据表层土壤(0 ～ 20cm)的细菌丰度以及土壤有机质和速效养分含量明显高于底层土(40 ～ 60cm)的特点,可以推断底层土壤受水稻耕作的影响相对较小.我们发现,尽管都是长期种植水稻,不同母质发育的稻田土壤(表土和底土)细菌群落结构存在很大差异,而相似母质发育的稻田土(江西鹰潭和湖南桃源,第四纪红壤)细菌群落结构有较大的相似性,说明土壤母质在一定程度上对土壤细菌群落起决定作用.采用典型对应分析(CCA)发现,土壤细菌群落结构分布主要与土壤pH、全铁、全锰和全钾含量有显著相关性,而这些土壤性状与不同母质有着必然联系,从而进一步证实土壤母质对土壤细菌群落结构的决定作用.综上所述,长期水稻种植可以引起土壤细菌群落结构的改变,但这种变化是在由土壤母质决定细菌群落结构基础上演替,不能掩盖不同母质发育的土壤间的差异.
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