Dynamics, biodegradability, and microbial community shift of water-extractable organic matter in rice–wheat cropping soil under different fertilization treatments
不同施肥处理下稻麦轮作农田土壤中水溶性有机物的动力学、生物降解性和微生物群落的变化
- 关键词：
- 来源：
- Environmental Pollution
- 类型：
- 学术文献
- 语种：
- 英语
- 原文发布日期：
- 2019
- 摘要：
- 虽然施肥是决定土壤中可溶性有机物或水溶性有机物（(DOM, WEOM)含量的重要因素，但是在不同施肥处理下，尤其是稻麦轮作农田土壤中，关于水溶性有机物（WEOM)的动力学、生物降解性和微生物群落迁移的了解还十分有限。因此，在本研究中，我们从经过四种施肥处理的土壤样品中提取出水溶性有机物（WEOM)，并进行生物降解实验。四种施肥处理分别为：未施肥的对照组（CK）、化学肥料组（CF）、50%化学肥料加猪粪组（PMCF），以及100%的化学肥料加水稻秸秆组（SRCF）。使用紫外光谱和荧光三维激发-发射矩阵分析法来研究水溶性有机物（WEOM)的化学组分。研究发现，所有检测到的水溶性有机物（WEOM)均源自微生物活性，且主要部分包括腐殖酸样化合物。经过孵化后，未施肥的对照组（CK）、化学肥料组（CF）、50%化学肥料加猪粪组（PMCF），以及100%的化学肥料加水稻秸秆组（SRCF）土壤中的水溶性有机物（WEOM)生物降解率分别达到31.17%、31.63%、43.47%和 33.01%。50%化学肥料加猪粪（PMCF）衍生的水溶性有机物（WEOM)生物降解率最高。在孵化前后使用高通量测序分析确定生物群落，发现鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）、芽孢杆菌（Bacillus）和Flavisolibacter菌是四种施肥处理原始培养液中的主要菌种。经过生物降解后，我们观察到主要细菌根据不同施肥处理而有所不同：未施肥的对照组（CK）中弯曲杆菌（Curvibacter）占43.25%、鞘脂菌属(Sphingobium)占10.47%；化学肥料组（CF）中弯曲杆菌（Curvibacter）占29.68%、茎菌属（Caulobacter）占20.00%；50%化学肥料加猪粪组（PMCF）中固氮螺菌属（Azospirillum）占23.68%、茎菌属（Caulobacter）占13.29%；100%的化学肥料加水稻秸秆组（SRCF）中罗尔斯通菌属（Ralstonia）占51.75%。典型对应分析表明，微生物群落的变化与pH值和254?nm紫外线吸收密切相关。由此我们推测，不同水溶性有机物（WEOM)的固有特性和不同施肥处理下土壤溶液的特性形成了土壤微生物群落结构，从而影响着水溶性有机物（WEOM)的生物降解。
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