长期施肥对黄棕壤细菌多样性的影响

[目的]基于武汉黄棕壤长期定位试验(1981—2016年),探究不同施肥措施下土壤肥力演变和土壤微生物多样性变化,为黄棕壤培肥以及农业绿色可持续发展提供依据.[方法]本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术和偏最小二乘路径模型(PLS-PM)综合分析了不施肥(CK)、氮磷钾(NPK)、常量有机肥(OM)、氮磷钾+常量有机肥(NPK+OM)和氮磷钾+高量有机肥(NPK+OMM)5种不同施肥方式对黄棕壤理化性质、细菌多样性的影响及其与产量的关系.[结果]1)与CK相比,施有机肥处理显著增加了土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机碳含量,而NPK处理只显著增加了土壤有机碳含量.NPK+OMM处理的土壤有效磷和速效钾含量显著高于OM和NPK+OM处理,3个有机肥处理间的碱解氮、有机碳含量差异不显著.4个施肥处理均显著提高了水稻产量,但处理间差异不显著.2)OM处理土壤微生物多样性最高,而高量粪肥投入的NPK+OMM处理,细菌多样性有下降的趋势,但各施肥处理间细菌多样性差异不显著.3)长期不同施肥方式影响土壤细菌群落结构,其中NPK+OM和NPK+OMM处理细菌群落结构更接近.OM处理提高了变形菌纲和放线菌纲的相对丰度,降低了绿弯菌纲和硝化螺旋菌纲的相对丰度.NPK处理降低了放线菌纲和硝化螺旋菌纲相对丰度,提高了酸杆菌纲相对丰度.与NPK+OM处理比较,NPK+OMM处理降低了放线菌纲和α-变形菌纲相对丰度,提高了厌氧绳菌纲、绿弯菌纲和硝化螺旋菌纲相对丰度.4)PLS-PM显示土壤有机碳(SOC)、碱解氮、有效磷和速效钾对细菌群落结构表现出正调控(路径系数=0.36),而pH表现负调控(路径系数=?0.48);但是对细菌多样性的影响都较小;影响产量的理化指标主要是SOC、碱解氮和有效磷.土壤细菌多样性对产量显示正调控(路径系数=0.42).[结论]土壤有机碳(SOC)和碱解氮、有效磷、速效钾含量对细菌群落结构有正调控作用,而pH有负调控作用.与NPK处理相比,长期施用常量有机肥(OM)处理提高了细菌多样性和水稻产量,而高量有机肥配施氮磷钾肥(NPK+OMM)会导致细菌多样性和产量降低.