徐一蘭，唐海明，程愛武，李益鋒，李 永，何 煒，王躍平，胡賽晶

（1.湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙 410127；2.湖南省土壤肥料研究所，長沙 410125；3.湖南省寧鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)局，湖南寧鄉(xiāng) 410600）

長期施肥對(duì)大麥-雙季稻種植方式中大麥根際土壤微生物群落功能多樣性的影響

徐一蘭1，唐海明2*，程愛武3，李益鋒1，李 永3，何 煒3，王躍平3，胡賽晶3

（1.湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙 410127；2.湖南省土壤肥料研究所，長沙 410125；3.湖南省寧鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)局，湖南寧鄉(xiāng) 410600）

【目的】微生物群落功能多樣性是土壤質(zhì)量變化的敏感指標(biāo)，施肥措施與土壤微生物群落功能多樣性關(guān)系密切。本文的目的在于探明不同施肥措施對(duì)土壤微生物群落功能多樣性的影響?！痉椒ā恳噪p季稻主產(chǎn)區(qū)肥料長期定位試驗(yàn)田為研究對(duì)象，應(yīng)用Biolog技術(shù)分析了化肥（MF）、秸稈還田+化肥（RF）、30%有機(jī)肥+70%化肥（LOM）、60%有機(jī)肥+40%化肥（HOM）、無肥對(duì)照（CK）不同施肥處理對(duì)大麥成熟期雙季稻田根際土壤微生物功能多樣性的影響，從根際土壤微生物功能多樣性的角度評(píng)價(jià)施肥對(duì)土壤質(zhì)量的影響?！窘Y(jié)果】MF、LOM和HOM處理大麥根際土壤微生物對(duì)碳源的利用程度均顯著高于其他處理，而RF處理大麥根際土壤微生物對(duì)碳源的利用程度低于CK處理。在大麥成熟期，Richness和Shannon指數(shù)大小順序均表現(xiàn)為：HOM>LOM>RF>CK>MF，McIntosh指數(shù)均以HOM和LOM處理為最高，其次為RF和CK處理，MF處理最低。土壤微生物碳源利用的主成分分析結(jié)果表明，各施肥處理大麥根際土壤微生物群落利用的碳源主要為氨基酸類和糖類，不同施肥處理間碳源利用類型存在明顯的差異?！窘Y(jié)論】不同施肥處理對(duì)大麥根際土壤微生物功能多樣性產(chǎn)生了不同影響，長期有機(jī)無機(jī)肥配施有利于維持稻田根際土壤微生物群落多樣性。

不同施肥；雙季稻田復(fù)種；大麥根際土壤；微生物群落；功能多樣性

微生物是土壤中重要的組成部分之一，是土壤環(huán)境質(zhì)量重要的指標(biāo)，它對(duì)外界環(huán)境變化十分敏感，在土壤養(yǎng)分循環(huán)、肥力變化、生態(tài)環(huán)境等方面起著十分重要的作用[1]。根際土壤微生物具有繁殖快、數(shù)量多和代謝能力強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)根際土壤養(yǎng)分循環(huán)、作物生長發(fā)育和養(yǎng)分特性等方面均有顯著的影響[2]。土壤微生物群落功能多樣性是土壤微生物群落狀態(tài)與生態(tài)特征的有效指標(biāo)[2]。目前，大量的研究者主要是采用Biolog微平板分析法開展土壤微生物多樣性研究，它主要是探明土壤微生物對(duì)不同碳源利用能力及其代謝的差異，從而揭示土壤微生物功能多樣性[3]。

土壤微生物與種植制度、作物種類、土壤類型、施肥制度、田間水分管理等農(nóng)業(yè)措施的關(guān)系密切，施肥是影響其功能多樣性關(guān)鍵因素之一，土壤微生物功能多樣性易受肥料的種類、施用時(shí)期和用量等影響。施肥通過改變土壤的理化特性和生物活性，間接影響作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量[4]。前人研究表明，施肥與土壤微生物群落結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。譚周進(jìn)等認(rèn)為，高比例的有機(jī)肥施肥處理對(duì)土壤微生物數(shù)量沒有明顯的影響，但顯著增強(qiáng)了土壤微生物活性[5]；Hu J.L.等研究表明，采用長期平衡施肥處理有利于增強(qiáng)土壤微生物量碳、氮和微生物功能活性[6]；侯曉杰等研究表明，合理配施肥料有利于增加微生物對(duì)碳源的利用程度和微生物功能多樣性[7]；徐萬里等認(rèn)為，化肥及化肥配施有機(jī)肥處理均有利于增加土壤微生物多樣性[8]；R.D.Lovell等研究表明，長期施用無機(jī)氮肥降低了土壤微生物活性[9]。但是，由于各地的氣候、土壤、種植制度和習(xí)慣多樣，施肥對(duì)土壤微生物功能多樣性影響的研究結(jié)果各異。

湖南是我國雙季稻主產(chǎn)區(qū)，該區(qū)域稻田土壤肥力是水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)。稻田經(jīng)過長期定位施肥后各項(xiàng)理化指標(biāo)均趨于穩(wěn)定，因此研究長期定位施肥對(duì)稻田養(yǎng)分循環(huán)及生態(tài)環(huán)境等方面具有十分重要的意義。近年來，有學(xué)者開展了雙季稻區(qū)不同施肥措施對(duì)水稻某一時(shí)期稻田土壤微生物群落功能多樣性影響的研究[5，10]，在大麥-雙季稻多熟種植模式條件下，雖對(duì)早、晚稻成熟期稻田土壤微生物群落功能多樣性開展了部分研究[11]，但是不同施肥措施對(duì)大麥生育期土壤微生物群落功能多樣性影響的研究還有待進(jìn)一步開展。因此，本研究以長期肥料定位試驗(yàn)為平臺(tái)，探索大麥生育期稻田根際土壤微生物功能在不同施肥條件下的響應(yīng)機(jī)制，從而為稻田的可持續(xù)生產(chǎn)提供充分的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

不同施肥模式定位試驗(yàn)始于1986年，在湖南省寧鄉(xiāng)縣農(nóng)技中心（112°18′E，28°07′N）內(nèi)進(jìn)行，為典型的雙季稻主產(chǎn)區(qū)，海拔36.1 m，年均氣溫16.8℃，年平均降雨量1 553.70 mm，年蒸發(fā)量1 353.9 mm，無霜期274 d。試驗(yàn)地土壤為水稻土，河沙泥土種，種植制度為大麥-雙季稻，肥力中等，排灌條件良好。1986年試驗(yàn)前耕層土壤（0～20 cm）基礎(chǔ)肥力：有機(jī)質(zhì) 29.39 g/kg、全氮 2.01 g/kg、全磷 0.59 g/kg、全鉀20.6 g/kg、堿解氮144.1 mg/kg、有效磷12.87 mg/kg、速效鉀33.0 mg/kg和pH為6.85。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)施肥處理：①化肥處理（MF：mineral fertilizer alone）：施氮、磷、鉀化肥，不施任何有機(jī)肥；②秸稈還田+化肥處理（RF：rice residues plus mineral fertilizer）：施用晚稻秸稈與化肥處理；③30%有機(jī)肥處理（LOM：30%organic matter plus 70%mineral fertilizer）：有機(jī)肥的氮含量占總施氮量的30%，其余70%的氮為化肥氮；④60%有機(jī)肥處理（HOM：60%organic matter plus 40%mineral fertilizer）：有機(jī)肥的氮含量占總施氮量的60%，其余40%的氮為化肥氮；⑤無肥對(duì)照（CK：without fertilizer）：不施任何肥料。

每個(gè)小區(qū)長10.00 m，寬6.67 m，面積66.7 m2，小區(qū)間用水泥埂隔開，埋深100 cm，高出田面35 cm。保證各小區(qū)不竄灌、竄排。2015年，大麥供試品種為寧麥8號(hào)（Hordeum vulgare L.），11月10日耕地和施基肥，11月11日大麥進(jìn)行播種，2016年1月8日追肥，4月30日收獲。各施肥處理總施N：157.5kg/hm2、P2O5：43.2 kg/hm2和 K2O：81.0 kg/hm2；施用有機(jī)肥的處理，有機(jī)肥均為腐熟雞糞，30%有機(jī)肥和60%有機(jī)肥處理有機(jī)肥的施用量分別為：2670.0、5 340.0 kg/hm2（有機(jī)肥養(yǎng)分含量均為N：1.77%、P2O5：0.80%和K2O：1.12%）；化肥處理N、P2O5、K2O的肥料種類分別為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀；秸稈還田+化肥處理的秸稈還田量為3 000.0 kg/hm2（秸稈養(yǎng)分含量N：27.3 kg/hm2、P2O5：3.9 kg/hm2、K2O：56.7 kg/hm2）；各處理以等氮量為基準(zhǔn)，不足的氮、磷、鉀肥用化肥補(bǔ)足；各施肥處理秸稈和有機(jī)肥均于稻田耕地時(shí)作基肥一次性施入；N和K2O作基肥和追肥2次施入，基肥在耕地時(shí)施入，追肥在分蘗期施用，基追肥比例均按7∶3施用；P2O5均在耕地時(shí)作基肥一次性施入。其他管理措施同常規(guī)大田生產(chǎn)。

1.3 樣品采集與測(cè)定方法

試驗(yàn)經(jīng)過30年的定位試驗(yàn)后，于2016年大麥的成熟期進(jìn)行土壤樣品的采集，每個(gè)小區(qū)采取多點(diǎn)取樣采集根際土壤組成一個(gè)樣品，重復(fù)3次。根際土壤取樣方法采用“抖根法”，即先將植株根系從土壤中挖出，抖掉與根系松散結(jié)合的土體，然后將與根系緊密結(jié)合在0～4 mm范圍的土壤用刷子刷下來作為根際土壤。土壤剔除石礫及植物殘茬等雜物后，迅速裝入塑料袋并置于冰盒中，運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，4℃冰箱保存，Biolog分析在取樣后48 h內(nèi)進(jìn)行。

試驗(yàn)使用Biolog-ECO微平板法進(jìn)行測(cè)定[10]，反應(yīng)平板的第1個(gè)孔為不含任何C源的對(duì)照，其余每孔中含有1種C源和氧化還原染料四氮唑藍(lán)。微生物利用碳源進(jìn)行呼吸使氧化還原電勢(shì)發(fā)生變化，并將四唑類（TV）從無色還原成紫色[12]，通過測(cè)定反應(yīng)平板各孔的吸光值及其變化來反映微生物群落代謝功能的多樣性[13]。具體實(shí)驗(yàn)步驟是，取經(jīng)預(yù)培養(yǎng)的新鮮土樣10 g，加95 mL無菌的0.145 mol/L NaCl溶液在搖床上振蕩15 min，然后用無菌水分步稀釋至10-3，取上清液（125 μL）接種到反應(yīng)平板的每個(gè)孔中，將接種好的反應(yīng)平板放至25℃下培養(yǎng)，每隔12 h在波長為590 nm的Biolog讀數(shù)器上讀數(shù)，試驗(yàn)持續(xù)12 d。

1.4 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)公式（1）計(jì)算反應(yīng)平板孔中溶液吸光值平均變化率（average well color development，AWCD）；根據(jù)公式（2）計(jì)算Shannon指數(shù)H（用于評(píng)估物種的豐富度）；根據(jù)公式（3）計(jì)算McIntosh指數(shù)U（用于評(píng)估群落物種均勻度）[3，14]。

式中，C為每個(gè)有培養(yǎng)基孔的吸光值，R為對(duì)照孔的吸光值，n為培養(yǎng)基孔數(shù)，GN板n值為95。Pi為第i孔的相對(duì)吸光值與所有反應(yīng)孔相對(duì)吸光值總和的比值，即：Pi=（C-R）/Σ（C-R）。

數(shù)據(jù)處理與相關(guān)分析采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)，方差分析、主成分分析和多重比較采用DPS 3.11軟件進(jìn)行，多重比較采用LSD法（P＜0.05）分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 板孔平均顏色變化率

平均顏色變化率（average well color development，AWCD）表征微生物群落碳源利用率，是土壤微生物群落利用單一碳源能力的一個(gè)重要指標(biāo)，反映了土壤微生物活性、微生物群落生理功能多樣性[3]。大麥成熟期，不同施肥處理大麥根際土壤AWCD變化如圖1中所示，AWCD隨培養(yǎng)時(shí)間的推遲不斷增加，不同施肥處理均表現(xiàn)為在開始的36 h變化不大，在第36～108小時(shí)內(nèi)快速升高，隨后持續(xù)緩慢地升高直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束。其中，化肥、30%有機(jī)肥和60%有機(jī)肥處理的快速增加過程一直持續(xù)到第108小時(shí)以后，而秸稈還田和無肥處理基本上在第108小時(shí)就結(jié)束了。

圖1 大麥成熟期不同施肥處理根際土壤微生物吸光值A(chǔ)WCDFigure 1 AWCD changes with incubation progress at barley maturity stage with different fertilizer treatments

不同施肥處理對(duì)AWCD具有明顯的影響。在土壤培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，有機(jī)肥與化肥配施以及施用化肥處理的AWCD均高于秸稈還田和無肥處理；秸稈還田處理的AWCD低于無肥處理。

2.2 土壤微生物群落代謝多樣性變化

利用Richness、Shannon和McIntosh指數(shù)，分別反映大麥成熟期土壤微生物群落物種的豐富度和均勻度。表1中顯示，在大麥成熟期，60%有機(jī)肥處理Richness指數(shù)顯著高于化肥處理，其大小順序表現(xiàn)為：60%有機(jī)肥>30%有機(jī)肥>秸稈還田>無肥>化肥；60%有機(jī)肥和30%有機(jī)肥處理Shannon指數(shù)均顯著高于化肥處理，其大小順序?yàn)椋?0%有機(jī)肥>30%有機(jī)肥>秸稈還田>無肥>化肥。Shannon指數(shù)的測(cè)定結(jié)果表明，有機(jī)肥與化肥配施以及秸稈還田配施化肥處理的群落豐富度均高于化肥和無肥處理，單施化肥處理最低。McIntosh指數(shù)的測(cè)定結(jié)果表明60%有機(jī)肥和30%有機(jī)肥處理的物種均勻度最高，其次為秸稈還田和無肥處理，化肥處理最低。

2.3 根際土壤微生物群落代謝功能主成分分析

利用培養(yǎng)108 h后測(cè)定的AWCD數(shù)據(jù)，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的方法進(jìn)行主成分分析[15-18]。大麥成熟期，根據(jù)提取的主成分個(gè)數(shù)一般要求累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到85%的原則[19]，共提取了9個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)84.16%。其中第1主成分（PC1）的方差貢獻(xiàn)率為32.62%，第2主成分（PC2）為16.35%，第3～9主成分貢獻(xiàn)率均較小，分別為8.26%、6.35%、5.24%、4.21%、4.13%、3.84%和3.16%，因此本研究只對(duì)前2個(gè)主成分進(jìn)行分析（圖2）。結(jié)果表明，不同施肥處理在PC軸上出現(xiàn)明顯的分異，在PC1軸上各處理分布分散，秸稈還田處理主要分布在負(fù)方向，而化肥、60%有機(jī)肥和30%有機(jī)肥處理主要分布在PC1軸正方向；PC2軸上秸稈還田處理分布在負(fù)方向，60%有機(jī)肥和30%有機(jī)肥處理分布在正方向，而化肥處理在PC2正、負(fù)軸上均有分布。

表1 大麥成熟期不同施肥處理根際土壤微生物群落的多樣性指數(shù)值Table 1 Genetic diversity indices of rhizospheric soil microbial communities with different fertilizer treatments at barley maturity stage

圖2 大麥成熟期不同施肥處理根際土壤微生物碳源利用類型的主成分分析Figure 2 Principal components for carbon utilization of rhizospheric soil microbial communities in different fertilizer treatments at barley maturity stage

由于表2中可知，對(duì)PC1和PC2具有較高相關(guān)性的16個(gè)碳源分析結(jié)果表明氨基酸和糖類物質(zhì)是影響各處理間差異的主要碳源。氨基酸類碳源在PC1所占的比例較大，而糖類碳源在PC2所占的比例較大；各施肥處理間出現(xiàn)差異的碳源主要是氨基酸類和糖類碳源。

本研究對(duì)不同施肥處理的前5種碳源進(jìn)行分析，結(jié)果表明不同施肥處理對(duì)根際土壤微生物碳源利用的情況存在明顯差異（表3）。各施肥處理根際土壤微生物利用的碳源主要是糖類、氨基酸類以及少量其他物質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

施肥是影響土壤微生物多樣性、土壤質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的重要農(nóng)業(yè)措施之一[7-8]。同時(shí)，微生物對(duì)碳源利用程度的高低可作為土壤微生物活性有效指標(biāo)[3]。在本研究中，大麥根際土壤微生物經(jīng)過36 h延滯期適應(yīng)Biolog微平板提供的環(huán)境，然后對(duì)數(shù)生長至108 h，之后生長減緩步入穩(wěn)定期（圖1），因此本研究是利用108 h培養(yǎng)后的AWCD值進(jìn)行分析。前人研究表明，施用廄肥有利于維持根際土壤微生物的多樣性及活性[20]。侯曉杰等研究認(rèn)為單施化肥降低了土壤微生物對(duì)碳源利用率[7]。本研究結(jié)果表明，不同施肥處理對(duì)根際土壤微生物群落碳源利用能力具有明顯的影響。與無肥對(duì)照相比，施用有機(jī)肥與化肥配合及化肥處理均增加了稻田根際土壤微生物對(duì)碳源的利用程度，而秸稈還田處理則降低了根際土壤微生物對(duì)碳源的利用程度。有機(jī)肥與化肥配施（60%和30%有機(jī)肥處理）以及施用化肥處理土壤AWCD均明顯高于秸稈還田和無肥處理，表明有機(jī)肥與化肥配施以及化肥措施均有利于維持根際土壤微生物的碳源利用能力，提高了土壤碳的利用能力，這可能是長期選擇有機(jī)無機(jī)肥配施的措施后具有較好的土壤培肥效果[11]，能為土壤微生物提供較多的能源和養(yǎng)分，促進(jìn)了土壤微生物的活性和多樣性。施用化肥措施在一定程度上也提高了根際土壤微生物對(duì)碳源利用率，這可能是長期施用化肥條件下在經(jīng)過大麥一個(gè)生長周期后，由于大麥生育期采用旱作管理方式改善了土壤通氣性狀等理化特性，有利于增強(qiáng)根際土壤微生物利用碳源的特殊優(yōu)勢(shì)種群活性，從而提高碳源的利用率降；同時(shí)，這也是本研究的土壤類型（河沙泥水稻土）、土壤理化因素、作物種類（大麥）與前人研究有所不同差異所導(dǎo)致的結(jié)果[7]。而秸稈還田處理土壤AWCD均低于無肥處理，其原因可能是秸稈還田后無機(jī)N、P相對(duì)缺乏且C/N比高，秸稈中養(yǎng)分釋放緩慢，微生物分解慢，從而降低了土壤微生物活性和多樣性[21]；另外，秸稈還田處理可能改變了根際土壤微生物的優(yōu)勢(shì)種群，造成了所測(cè)試碳源利用率的降低。

表2 與PC1和PC2相關(guān)顯著的主要培養(yǎng)基Table 2 Correlation coefficients between main substrates and PC1 or PC2

表3 各處理利用的主要碳源Table 3 Main carbon substrates utilized by rhizospheric soil microbial communities for different fertilizer treatments

大麥成熟期土壤微生物群落物種的豐富度和均勻度（Richness、Shannon和McIntosh指數(shù)）分析結(jié)果表明，不同施肥處理間根際土壤微生物物種的數(shù)量、各個(gè)物種均勻度均存在明顯的差異，有機(jī)肥與化肥配施處理（60%和30%有機(jī)肥）均能提高根際土壤微生物群落物種數(shù)量、物種豐富度和群落均勻度，而單施化肥處理降低了根際土壤微生物群落物種數(shù)量、物種豐富度和群落均勻度；長期有機(jī)無機(jī)肥配施處理均有利于維持稻田根際土壤微生物群落多樣性。其中，有機(jī)肥與化肥配合施用處理增加了根際土壤微生物群落物種數(shù)量、各物種的豐富度和均勻度，這可能是由于有機(jī)肥的C/N有利于根際土壤微生物的生長；且有機(jī)肥為微生物提供了較多的能源與養(yǎng)分，促進(jìn)了根際土壤微生物大量繁殖[22]，加快微生物的新陳代謝。與無肥和化肥處理相比，秸稈還田處理也促進(jìn)了微生物物種數(shù)量、各物種的豐富度和均勻度，與羅希茜等[10]研究結(jié)果有差異，其原因可能是由于在長期秸稈還田條件下，大麥生育期采用旱作的管理方式改善了土壤通氣性狀等理化特性，且秸稈還田能為土壤微生物生物提供有效碳源，有利于促進(jìn)微生物種群生長代謝，從而增加了根際土壤微生物群落物種數(shù)量。施用化肥處理降低了根際土壤微生物物種的數(shù)量、各個(gè)物種的豐富度和均勻度，這可能是由于長期單獨(dú)施用化肥導(dǎo)致土壤所提供的生物有效碳源較少，減少了土壤微生物活性，從而降低了根際土壤微生物群落多樣性。有機(jī)肥與化肥配施處理（60%和30%有機(jī)肥、秸稈還田）均有利于提高根際土壤微生物活性，增強(qiáng)碳源利用能力，其群落多樣性也得到提高，充分利用了土壤中的有機(jī)質(zhì)。秸稈還田處理雖然提高了根際微生物群落的物種豐富度，但降低了根際微生物利用碳源的能力，這可能與其土壤碳、氮利用下降原因有關(guān)。

J.L.Garland等研究結(jié)果表明，不同處理土壤樣品在PC空間不同PC軸坐標(biāo)的差異與對(duì)聚集在該P(yáng)C軸上碳源利用能力關(guān)系密切[3]。也就是說，各樣本在PC空間不同PC軸坐標(biāo)的差異聯(lián)系差與對(duì)聚集在該P(yáng)C軸上碳源的利用能力。在本研究的主成分分析中，共提取了9個(gè)主成分，但只對(duì)前2個(gè)主成分進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，不同施肥處理根際土壤微生物利用的碳源主要是氨基酸類和糖類，且各施肥處理間稻田根際土壤微生物群落在碳源利用上存在明顯的差異（圖2），長期施肥增加了各處理間的變異程度。張繼宏等研究認(rèn)為，施用豬糞能顯著提高土壤氨基酸和單糖的數(shù)量，土壤氨基酸和單糖提高的數(shù)量均與豬糞施用量的高低關(guān)系密切[23]。在本研究中氨基酸類和糖類物質(zhì)是稻田根際土壤微生物利用的主要碳源（表2），但在各個(gè)施肥處理間均存在明顯差異（表3），可作為區(qū)分各施肥處理對(duì)根際土壤微生物影響的依據(jù)[24-25]。本研究結(jié)果表明，與單施化肥處理相比，長期有機(jī)無機(jī)肥配施處理（60%、30%有機(jī)肥和秸稈還田）均顯著提高了根際土壤氨基酸和單糖的數(shù)量，這可能是因?yàn)殚L期施用有機(jī)肥和秸稈還田使微生物可以利用的碳源趨于穩(wěn)定，促進(jìn)偏好氨基酸類和單糖糖類物質(zhì)為碳源微生物群落的發(fā)育，從而增加了有機(jī)無機(jī)肥配施處理稻田土壤中利用氨基酸類和單糖糖類物質(zhì)根際土壤微生物群落，這與張繼宏等[23]研究結(jié)果相一致。

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Effects of Different Long-term Fertilization Treatments on Rhizospheric Soil Microbial Community Functional Diversity of Paddy Field in Barley-double Cropping Rice System

XU Yi-lan1，TANG Hai-ming2*，CHENG Ai-wu3，LI Yi-feng1，LI Yong3，HE Wei3，WANG Yue-ping3，HU Sai-jing3
（1.College of Biological and Electromechanical Polytechnic，Changsha 410127，China；2.Hu'nan Soil and Fertilizer Institute，Changsha 410125，China；3.Ningxiang Agricultural Bureau，Ningxiang 410600，Hunan，China）

【Objective】Microbial community functional diversity is a sensitive indicator of soil quality.There has a closely relationship between the fertilizer practices and the microbial community functional diversity of paddy fields.Therefore，our objective was to explore the effects of different fertilizer practices on rhizosphere soil microbial community functional diversity in a double-cropping rice system.【Method】There has a long-term experiment was established in 1986，and five different fertilizer treatments were applied：(1)no fertilizer input(CK)；(2)mineral fertilizer alone(MF)；(3)rice residue plus mineral fertilizer(RF)；(4)30%organic matter and 70%mineral fertilizer(LOM)；(5)60%organic matter and 40%mineral fertilizer(HOM).We analyzed the rhizosphere soil microbial community functional diversity of the fields at barley mature stages with the above five treatments using Biolog system.【Results】The results showed that the average well color development(AWCD)were increased with MF，LOM and HOM treatments，while the AWCD with RF treatment were lower than that of CK.In addition，the indices of Richness，Shannon and McIntosh under different fertilization treatments were ordered as follows：HOM>LOM>RF>CK>MF at mature stages of barley.PCA analysis indicated that there were different carbon-substrate-utilization patterns among different fertilizer treatments.Amino acids and carbohydrates were the main carbon resources utilized by rhizosphere soil microbes.Meanwhile，there were significant differences in carbon-substrateutilization patterns among different fertilizer treatments.【Conclusion】The combined application of chemical fertilizer with organic manure could significantly increase the rhizosphere soil microbial community functional diversity at mature stages of barley.

different fertilization；double-cropping rice system；barley rhizospheric soil；microbial community；functional diversity

S154.36 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-2650（2017）02-0144-07

10.16036/j.issn.1000-2650.2017.02.002

2017-02-04

國家自然科學(xué)基金“雙季稻田根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性對(duì)長期施肥措施的響應(yīng)機(jī)制”（31571591）；“不同施肥模式對(duì)大麥-雙季稻田甲烷氧化菌多樣性及活性影響的研究”（31201178）。

徐一蘭，副教授，主要從事作物栽培和生理生化研究，E-mail：xiaoliyanzhi@163.com。*責(zé)任作者：唐海明，副研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事耕作生態(tài)與農(nóng)作制研究，E-mail：tanghaiming66@163.com。

（本文審稿：段紅平；責(zé)任編輯：劉詩航；英文編輯：劉詩航）