關(guān)鍵詞:褐土;磷耗竭;有效磷;磷形態(tài);土壤性質(zhì);細(xì)菌群落
磷是作物生長(zhǎng)的必需元素之一,施用磷肥是提高作物產(chǎn)量、保障糧食安全的重要措施。磷肥在土壤中的利用效率低,有75%-90%的磷素不能被植物利用,殘留在土壤中。第二次土壤普查至今,我國(guó)土壤有效磷含量已經(jīng)從5-10mg·kg-1增加到20mg·kg-1以上,累積量還在以每年11%左右的速率增長(zhǎng),壽光等地土壤有效磷含量甚至高達(dá)225.2mg·kg·kg。土壤中的累積磷還會(huì)帶來(lái)水體富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn),加劇磷肥資源浪費(fèi)和農(nóng)田磷淋失風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全。土壤中磷的利用趨勢(shì)及可持續(xù)性正面臨巨大的挑戰(zhàn),探索磷耗竭過(guò)程中磷的形態(tài)轉(zhuǎn)化及影響因素,對(duì)提高磷素利用和指導(dǎo)生產(chǎn)具有很重要的意義。
磷耗竭的研究主要包括化學(xué)耗竭和生物耗竭。化學(xué)耗竭表明土壤累積磷的最大表觀利用率約為45%,其表觀提取量與土壤初始有效磷含量有關(guān),初始有效磷含量每增加1mg·kg-1,磷解析量增加4.2mg·kg-1,但化學(xué)耗竭過(guò)程與農(nóng)田生產(chǎn)實(shí)際差距大。生物耗竭是指在不施磷肥前提下,通過(guò)連續(xù)種植作物,達(dá)到消耗土壤累積磷的目的,與化學(xué)耗竭相比,生物耗竭的研究模擬實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程,更有利于指導(dǎo)生產(chǎn)。生物耗竭過(guò)程中土壤有效磷含量多呈現(xiàn)下降趨勢(shì),每公頃土壤磷肥施用減少100kg,土壤有效磷降低1.40-4.67mg·kg-1。也有研究發(fā)現(xiàn),生物耗竭過(guò)程中土壤有效磷含量基本不變,甚至?xí)?。因此,還需要進(jìn)一步確定磷耗竭過(guò)程中磷素形態(tài)轉(zhuǎn)化的機(jī)制。
土壤中磷的存在形態(tài)是影響磷有效性的關(guān)鍵,其變化受微生物和土壤理化性質(zhì)的調(diào)控。細(xì)菌作為土壤磷素循環(huán)的主要參與者,影響磷酸鹽的溶解性和酸性、堿性磷酸酶的活性,促進(jìn)土壤中磷素向可溶性磷轉(zhuǎn)化,調(diào)控磷形態(tài)的變化。Bergkemper等研究表明在低磷系統(tǒng)中,細(xì)菌對(duì)磷的利用具有更高的潛力,根瘤菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)、酸桿菌門(mén)參與了土壤磷酸鹽的溶解。磷耗竭過(guò)程還會(huì)改變土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和功能,無(wú)機(jī)磷含量的增加提高了細(xì)菌的豐富度。NaOH-Po、NaHC03-Po等的消耗還會(huì)降低土壤中變形菌門(mén)和藍(lán)細(xì)菌門(mén)相對(duì)豐度。同時(shí)土壤有效磷與Resin-P、NaHC03-Pi呈極顯著正相關(guān)(plt;0.001)。磷耗竭下,研究土壤磷形態(tài)、細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系,挖掘解磷細(xì)菌,為土壤中累積磷的活化和再利用提供理論依據(jù)的同時(shí),為微生物菌劑和微生物菌肥的發(fā)展提供支撐。但目前,在土壤磷素耗竭研究中,土壤磷形態(tài)、細(xì)菌群落以及土壤性質(zhì)相互關(guān)系的研究較為缺乏。
褐土是華北平原面積最大、分布最廣的土壤,也是我國(guó)小麥和玉米產(chǎn)區(qū)之一,占華北平原土壤的64.65%。陳延華等分析了全國(guó)103個(gè)褐土31a間耕地質(zhì)量演變指出,受長(zhǎng)期施肥影響,褐土有效磷含量呈升高趨勢(shì),糧田Olsen-P含量在2018年均值已達(dá)29.2mg·kg-1,但其利用率低。因此提高褐土中累積磷的利用率,對(duì)于保障我國(guó)糧食安全具有重要意義。本文以北京市不同初始有效磷含量的褐土為研究對(duì)象,開(kāi)展種植多茬玉米的生物耗竭試驗(yàn),通過(guò)研究土壤磷素、土壤養(yǎng)分和細(xì)菌的變化,探究褐土磷素耗竭特征,為土壤累積磷的利用提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)于2021年5月至2022年1月在北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所連棟溫室進(jìn)行。根據(jù)不同的初始有效磷含量設(shè)置4個(gè)處理,分別為T(mén)1(17.23mg·kg-1)、T2 (40.20mg·kg-1)、T3 (108.62mg·kg-1)和T4(181.33mg·kg-1)。供試土壤取自房山區(qū)韓村河基地0-20cm土層,土壤基本信息如表1所示。供試作物為玉米,品種為京科糯336。試驗(yàn)所用的PVC花盆尺寸上口為7cmx7cm,深8cm,每盆裝過(guò)2mm篩的風(fēng)干土180g,每盆播種6株。連續(xù)種植5茬,每茬施肥相同,均為不施磷肥,氮肥和鉀肥作為底肥,一次性施入,施用量一致(N:0.05g·kg-1、K20:0.04g·kg-1),氮肥為尿素(N:46%)、鉀肥為K2S04( K20:54%),分析純。待幼苗長(zhǎng)出第三葉時(shí),挑選長(zhǎng)勢(shì)一致幼苗,每盆定苗2株,每個(gè)處理21個(gè)重復(fù),共84盆。定苗30d后,每個(gè)處理取三盆采集第一茬樣品,未采樣的盆拔除玉米植株繼續(xù)播種玉米,進(jìn)行第二茬、第三茬、第四茬和第五茬磷耗竭試驗(yàn),均在定苗后30d進(jìn)行采樣,每盆仔細(xì)去掉土壤中植物殘?bào)w后,采集土壤樣品裝入自封袋密封保存,分為3份,一份自然風(fēng)干后,研磨過(guò)1、2mm和0.149mm篩,用于土壤有效磷、磷形態(tài)和土壤理化性質(zhì)測(cè)定;一份作為新鮮土壤樣品,研磨過(guò)10目篩后,貯藏于-60℃冰箱,用于土壤微生物的測(cè)定;一份作為新鮮土壤樣品研磨過(guò)10目篩后,貯藏于-4℃冰箱,用于土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的測(cè)定。測(cè)定基礎(chǔ)土、每茬樣品的土壤有效磷和基礎(chǔ)土、第一茬、第三茬和第五茬土壤磷形態(tài)、有機(jī)質(zhì)、pH、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮和耗竭第一茬與第五茬土壤細(xì)菌多樣性。
1.2測(cè)定指標(biāo)和方法
土壤性質(zhì)的測(cè)定:用碳酸氫鈉浸提,鉬銻抗比色法測(cè)定土壤有效磷;用K2Cr207容量一外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì);用電位法(1:2.5=土:水)測(cè)定土壤pH值;硝態(tài)氮和銨態(tài)氮采用流動(dòng)注射分析儀測(cè)定。
土壤磷形態(tài)分級(jí)測(cè)定:土壤磷形態(tài)的測(cè)定選用改良的Hedley連續(xù)浸提法進(jìn)行測(cè)定,分別用陰離子交換樹(shù)脂浸提測(cè)定樹(shù)脂態(tài)磷(Resin-P),陰離子交換樹(shù)脂提取后的土壤用NaHC03浸提測(cè)定碳酸氫鈉提取態(tài)無(wú)機(jī)磷(NaHC03-Pi)和碳酸氫鈉提取態(tài)有機(jī)磷(NaHC03-Po),NaHC03提取后的土壤用NaOH浸提測(cè)定氫氧化鈉提取態(tài)無(wú)機(jī)磷( NaOH-Pi)和氫氧化鈉提取態(tài)有機(jī)磷(NaOH-Po),NaOH提取后的土壤用稀HCl浸提測(cè)定稀鹽酸提取態(tài)磷(Dil.HCI-Pi),稀HCI提取后的土壤用濃HCl浸提測(cè)定濃鹽酸提取態(tài)無(wú)機(jī)磷(Conc.HCI-Pi)和濃鹽酸提取態(tài)有機(jī)磷(Conc.HCI-Po),濃HCI浸提后的土壤用H2S04-H202消解測(cè)定殘?jiān)鼞B(tài)磷(Residual-P)。其中Resin-P、NaHC03-Pi和NaHC03-Po為活性磷,NaOH-Pi、NaOH-Po和Dil.HCI-Pi為中等活性磷,Conc.HCI-Pi、Conc.HCI-Po和Residual-P為穩(wěn)定性磷。
細(xì)菌測(cè)定:準(zhǔn)確稱(chēng)取0.5g土壤樣品,按照試劑盒(Fast DNA SPIN Kit For Soil,美國(guó))說(shuō)明提取土壤DNA,-20℃冰箱貯藏備用。以338F:5’-ACTCCTAC-GGGAGGCAGCAG-3’和806R:5’- GGACTACH-VGGGTWTCTAAT-3’為引物擴(kuò)增細(xì)菌16S rRNA序列。用Illumina公司的Miseq PE300平臺(tái)測(cè)序(上海美吉生物)。用Fastp (https://github.com/Open Gene/fastp,version 0.20.0)軟件對(duì)原始序列過(guò)濾。用UPARSE軟件(http: //drive5.com/uparse/, version 7.1),根據(jù)97%的相似度對(duì)序列進(jìn)行OTU聚類(lèi);用RDPclas-sifier(http: //rdp. cme. msu. edu/,
version 2.11)比對(duì)Silva16S rRNA基因數(shù)據(jù)庫(kù)(v138),統(tǒng)計(jì)樣本的群落組成。
1.3數(shù)據(jù)處理
采用Excel 2019、SPSS 23、Origin 2021軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。用Mothur軟件(http://www.mothur.org/wiki/Calculators)計(jì)算群落的Alpha多樣性;用R語(yǔ)言中的Vegan程序包進(jìn)行PCoA、PERMANOVA分析;用在線(xiàn)平臺(tái)(http://huttenhower.sph.harvard.edu/LEfSe)進(jìn)行LEfSe分析(Linear discriminant analvsis EffectSize)(LDAgt;2,Plt;0.05)?;赟pearman相關(guān)性,以Rgt;0.6,Plt;0.05為閾值,進(jìn)行相關(guān)性分析。
2結(jié)果與分析
2.1磷耗竭過(guò)程中有效磷的變化特征
經(jīng)過(guò)5次耗竭后,有效磷含量除T1處理外,總體呈下降趨勢(shì)。T4處理有效磷降幅最大,有效磷含量降低了43.9%(圖1);T2和T3處理有效磷含量分別降低38.32%和38.16%;T1處理在耗竭過(guò)程中,有效磷含量呈波動(dòng)趨勢(shì)。
2.2磷耗竭過(guò)程中磷素形態(tài)變化特征
土壤活性磷的含量在耗竭過(guò)程中的變化與有效磷一致,總體呈下降趨勢(shì)(圖2A)。T2處理降幅最大,達(dá)到34.59%(圖2A),活性磷組分中NaHC03-Pi(圖2C)和NaHC03-Po(圖2D)顯著降低,分別降低了73.93%和79.83%.Resin-Pi的含量增加(圖2B)。T3和T4處理的活性磷含量降幅相似,分別降低了20.33%和19.90%(圖2A),T3處理Resin-Pi和NaHC03-Pi含量降低,T4處理主要表現(xiàn)為Resin-Pi的降低。
對(duì)于中等活性磷含量,耗竭過(guò)程中,T1和T2處理呈下降趨勢(shì),降幅分別為21.95%和15.83%;T3和T4處理先降低后升高但與種植前無(wú)顯著性差異(圖3A)。由圖3B和圖3D可知,T1和T2處理NaOH-Pi顯著升高,Dil.HCl-Pi顯著下降,T3和T4處理NaOH-Pi和Dil.HCl-Pi的變化都較小。但值得注意的是,T1、T2、T3和T4處理的NaOH-Po均顯著下降,分別降低了37.19%、82.89%、60.51%和88.22%(圖3C)。
對(duì)于土壤穩(wěn)定性磷含量,經(jīng)過(guò)5次耗竭后,T1、T2和T3處理分別增加22.71%、26.48%和43.00%,T4處理變化不顯著(圖4A)。所有處理的Conc.HCl-Pi和Residual-P含量在耗竭過(guò)程中均呈增加趨勢(shì),與穩(wěn)定性磷的變化一致(圖4B、圖4D);Conc.HCI-Po含量在處理間表現(xiàn)出不同的變化特征,T1處理升高,T2、T3和T4處理降低(圖4C)。
2.3磷耗竭過(guò)程中土壤性質(zhì)的變化及其與磷形態(tài)的關(guān)系
由表2可知,耗竭過(guò)程中,土壤有機(jī)質(zhì)發(fā)生顯著變化,但無(wú)明顯規(guī)律。所有處理土壤pH在磷耗竭第一茬時(shí)顯著升高,然后穩(wěn)定不變。各處理硝態(tài)氮含量變化呈上升趨勢(shì),其含量顯著升高(Plt;0.05),5次生物耗竭后,T1、T2、T3、T4處理硝態(tài)氮含量分別增加0.83、2.67、4.80倍和1.77倍。除T1處理銨態(tài)氮顯著增加外,其余處理銨態(tài)氮變化不顯著(Pgt;0.05)。
由皮爾遜相關(guān)性分析(圖5)可知,磷耗竭過(guò)程中,有效磷與有機(jī)質(zhì)(SOM)、Resin-Pi、NaHC03-Pi、NaH-C03-Po、NaOH-Pi和NaOH-Po之間都呈極顯著相關(guān)(Plt;0.001);有效磷與N03-N和NH4-N相關(guān)性不顯著。2.4磷耗竭對(duì)細(xì)菌群落的影響
由“多樣性分析(表3)可知,磷耗竭第五茬和磷耗竭第一茬相比,T1、T2和T3處理間的細(xì)菌群落的a多樣性指數(shù)間無(wú)顯著差異,T4處理的Shannon、Ace和Chaol指數(shù)均顯著增加。由此可見(jiàn),在磷耗竭過(guò)程中,T1、T2和T3處理細(xì)菌群落多樣性變化較小,但T4處理顯著增加了細(xì)菌數(shù)量和群落多樣性。
PCoA分析表明,T4處理與T1、T2和T3處理在PCI軸方向上分離開(kāi)來(lái)(圖6A),說(shuō)明T4處理與其余處理間細(xì)菌群落B多樣性存在差異;磷耗竭初(S1)與磷耗竭結(jié)束(S5)兩批樣本在PC2軸方向上均分離開(kāi)來(lái)(圖6A),說(shuō)明磷耗竭第一茬和第五茬細(xì)菌群落B多樣性存在差異(PERMANOVA,R=0.823 1,P=0.001)。
由表3可知,T4處理在耗竭中a多樣性存在差異。在門(mén)分類(lèi)水平上,T4處理磷耗竭過(guò)程中群落豐度較高的8類(lèi)細(xì)菌分別為放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacterio-ta)、變形菌門(mén)(Proteobacteria)、綠彎菌門(mén)(Chloro-flexi)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteriota)、厚壁菌門(mén)(Fir-micutes)、藍(lán)細(xì)菌門(mén)(Cyanobacteria)、芽單胞菌門(mén)(Gemmatimonadota)和擬桿菌門(mén)(Bacteroidota)(圖7A)。由圖7B可知,在屬分類(lèi)水平上,磷耗竭過(guò)程中,T4處理相對(duì)豐度較高的屬為-67-14等。
2.5磷耗竭過(guò)程中土壤性質(zhì)、細(xì)菌和磷形態(tài)的關(guān)系
由相關(guān)性Heatmap分析(圖9A)可知,褐土磷耗竭過(guò)程中,門(mén)分類(lèi)水平上,Proteobacteria、Bacteroido-to、Cyanobacteria和Verrucomicrobia主要與SOM、N03--N和磷形態(tài)(NaHC03-Po和Conc.HCI-Po)間表現(xiàn)為顯著的負(fù)相關(guān);放線(xiàn)菌門(mén)( Actinobacteriota)和Firmicutes與SOM、有效磷和活性較強(qiáng)的磷形態(tài)(NaHC03-Pi、NaHC03-Po、NaOH-Pi)間表現(xiàn)為顯著正相關(guān)。Chloroflexi和Gemmatimonadota則與Conc.HCI-Pi間存在顯著正相關(guān);Bacteroidota和Verrucomi-crobia主要與Conc.HCI-Pi、Conc.HCI-Po和Residual-P顯著負(fù)相關(guān)。在屬分類(lèi)水平上(圖9B),微枝形桿菌(Microvirga)、norank_f_Ro.seiflexaceae和斯克爾曼氏菌(Skermanella)與Olsen -P、NaHC03-Pi和NaHC03-Po顯著負(fù)相關(guān),與Conc.HCl-Po和Residual-P顯著正相關(guān);Nocardioide.s則相反,與Olsen -P、NaHC03-Pi和NaHC03-Po顯著正相關(guān),與Conc.HCI-Pi顯著負(fù)相關(guān)。Arthrobacter和noranfAKYG1 722與DiIHCI-Pi顯著負(fù)相關(guān)。
3討論
在磷耗竭過(guò)程中,有效磷的降低受土壤初始磷含量影響,土壤初始有效磷含量越高,有效磷降幅越大(圖1),這與Lucas等的研究結(jié)果一致。磷耗竭過(guò)程中磷解吸的程度取決于磷酸鹽與土壤組分之間的化學(xué)鍵能,在有效磷高的土壤中,磷素吸附位點(diǎn)接近飽和,因此更容易解吸,被作物吸收利用。土壤初始有效磷含量最低的T1處理,在磷耗竭過(guò)程中,有效磷呈現(xiàn)上升趨勢(shì),這可能是因?yàn)榈土酌{迫會(huì)促使作物和土壤細(xì)菌分泌小分子有機(jī)酸和堿性磷酸酶,溶解難溶性磷,分解有機(jī)磷,最終使得土壤有效磷含量升高。
本研究發(fā)現(xiàn)褐土磷耗竭過(guò)程中,NaHC03-Pi在活性磷中含量最高,且NaHC03-Pi含量顯著降低(圖2),這與吳璐璐等的研究結(jié)果相似,即NaHC03-Pi是褐土和白漿土中有效磷的最大貢獻(xiàn)者和速效磷的主要磷源,對(duì)土壤磷素有效性具有決定性作用,由此可見(jiàn)磷耗竭過(guò)程會(huì)顯著消耗褐土中最主要的有效磷源。中等活性磷含量在磷耗竭過(guò)程中先降低后升高,其中降低最明顯的是NaOH浸提的有機(jī)磷NaOH-Po(圖3)。梁運(yùn)江等發(fā)現(xiàn)在不施磷肥連續(xù)種植下,中等穩(wěn)定性有機(jī)磷含量呈先降低后增加再小幅度降低的趨勢(shì),中等活性有機(jī)磷含量呈輕度下降趨勢(shì),與本研究結(jié)果相似??赡苁窃诹缀慕咔捌?,土壤中最有效磷降低,消耗了活性磷NaHC03-Pi,土壤中的生物利用磷素能力增強(qiáng),促進(jìn)土壤中的NaOH-Po轉(zhuǎn)化為活性磷。秦勝金等研究也發(fā)現(xiàn),NaHC03-Pi與Residu-al-P之間、NaOH-Pi和Conc.HCI-Po之間還有NaOH-Po、Conc.HCl-Po與Dil.HCI-Pi存在相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。穩(wěn)定性磷含量在磷耗竭中增加(圖4),這可能是因?yàn)橛衩壮掷m(xù)吸收磷的過(guò)程中,為了保持其電中性,不斷向土壤中分泌氫氧根為主的陰離子,導(dǎo)致土壤pH升高(表2),一方面促使磷酸根離子與鈣、鐵、鋁的反應(yīng)向生成沉淀的方向進(jìn)行,從而增加土壤中難溶性磷的含量(圖4B),另一方面增加了有機(jī)一無(wú)機(jī)復(fù)合膠體的形成,也固持了一定量的土壤有機(jī)磷(圖4C)。由此可見(jiàn),褐土磷耗竭過(guò)程會(huì)消耗褐土中的活性磷和中等活性磷,尤其是NaHC03-Pi和NaOH-Po,同時(shí)增加穩(wěn)定性磷含量。
本研究發(fā)現(xiàn)磷耗竭過(guò)程影響了細(xì)菌群落的結(jié)構(gòu)(圖6),其中土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)、有效磷(Olsen-P)、NaHC03-Pi、NaHC03-Po、NaOH-Pi、Dil.HCl-Pi、Conc.HCl-Pi、Conc.HCI-Po、pH、NH4-N、和N03-N對(duì)土壤細(xì)菌群落具有顯著影響(表4)。T4處理改變了細(xì)菌群落的a多樣性(表3),門(mén)分類(lèi)水平上,T4處理的Cv-anobacteria、Verrucomicrobia、Gemmatimonadota、Bdel-lovibrionota和屬分類(lèi)水平上的Nocardioides、等相對(duì)豐度在耗竭過(guò)程中也發(fā)生顯著變化(圖7)。這與Adair等、Gaiero等和Ali等的研究結(jié)果相似,可能是因?yàn)榱缀慕哌^(guò)程中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化受到有效磷和NaHC03-Pi的影響,引起了對(duì)土壤磷素敏感的細(xì)菌的相對(duì)豐度發(fā)生顯著變化。由圖9A可知,Bacte-roidota和Verrucomicrobia在磷耗竭中與Conc.HCl-Pi、Conc.HCl-Po、Residual-P和NH4-N呈顯著負(fù)相關(guān);Actinobacteria和Firmicutes與NaHC03-Pi、NaH-C03-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po和Olsen-P和SOM呈顯著正相關(guān)。前人研究發(fā)現(xiàn)Proteobacteria和Bacteroid-ota是典型的富營(yíng)養(yǎng)細(xì)菌,其相對(duì)豐度明顯受到土壤中有效磷含量的制約,與Proteobacteria和Bacteroidota相比,Actinobacteria和Firmicutes更適應(yīng)貧瘠的環(huán)境。這說(shuō)明,細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與NaHC03-Pi、NaH-C03-Po、NaOH-Pi和NaOH-Po等磷形態(tài)間是相互影響的,同時(shí)與土壤性質(zhì)緊密相關(guān)。
通過(guò)屬分類(lèi)水平的Heatmap分析(圖9B)可知,Nocardioide.s與有效磷和NaHC03-Pi呈顯著正相關(guān),與Conc.HCI_Pi呈顯著負(fù)相關(guān)。Liu等的研究也發(fā)現(xiàn)Nocardioide.s與有效磷正相關(guān),Wang等發(fā)現(xiàn)No-cardioide.s與Fe-P、O-P存在負(fù)相關(guān)關(guān)系??赡苁荖o-cardioide.s能活化土壤中磷酸鐵等穩(wěn)定性的磷,促進(jìn)有效磷的增加。
由此可見(jiàn),在磷耗竭中,土壤細(xì)菌與磷素有效性間密切相關(guān),門(mén)分類(lèi)水平上的放線(xiàn)菌門(mén)和厚壁菌門(mén)等菌門(mén)和屬分類(lèi)水平上的norank f AKYG1 722、Arthro-bacter、uncla.ss ified_f_Micromonosporaceae和Nocardioi-des可能會(huì)促進(jìn)穩(wěn)定性磷和中等活性磷轉(zhuǎn)化為有效磷和活性磷,則更適應(yīng)低磷的生態(tài)位,具有利用穩(wěn)定性磷的潛力。在實(shí)際生產(chǎn)中,可借助Nocardioides、Arthro-bacter和norankfAKYG1722等細(xì)菌的作用,促進(jìn)土壤中穩(wěn)定性磷和中等活性磷向活性磷轉(zhuǎn)化,以提高土壤中累積磷的利用。同時(shí)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與磷形態(tài)和土壤性質(zhì)間相互影響,但不同細(xì)菌與磷形態(tài)和土壤性質(zhì)間的關(guān)系存在差異,因此在促進(jìn)土壤累積磷的運(yùn)用上,不僅要考慮功能細(xì)菌的作用,還得結(jié)合土壤性質(zhì)進(jìn)行多方面考慮。
4結(jié)論
(1)褐土磷耗竭過(guò)程中,有效磷含量總體呈下降趨勢(shì),活性磷含量降低,中等活性磷含量先降低后升高,穩(wěn)定性磷含量顯著升高。
(2)褐土磷耗竭中土壤有效磷的變化主要受幾種活性較強(qiáng)的磷形態(tài)(Resin-Pi、NaHC03-Pi、NaHC03-Po、NaOH-Pi和NaOH-Po)的影響,其中NaHC03-Pi和NaOH-Po含量在耗竭中持續(xù)降低,對(duì)活性磷和中等活性磷的降低可能起到?jīng)Q定性作用。
(3)磷耗竭過(guò)程影響了土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu),高磷含量(T4)處理最明顯。細(xì)菌群落的結(jié)構(gòu)和細(xì)菌相對(duì)豐度的變化與土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、NaHC03-Pi和NaOH-Po間相互影響。土壤細(xì)菌群落受到磷耗竭影響的同時(shí),對(duì)耗竭過(guò)程中磷素變化具有一定調(diào)控作用,門(mén)分類(lèi)水平的放線(xiàn)菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、綠彎菌門(mén)等和屬分類(lèi)水平的Skermanella、Nocardioide.s、Microvirga等細(xì)菌影響了磷形態(tài)的轉(zhuǎn)化。