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以中国科学院沈阳生态试验站的长期定位试验为平台,测定并分析了下辽河平原不同施肥制度对潮棕壤氮素生理菌群活性与多样性的影响。结果表明,不同施肥制度对土壤氮素生理菌群活性与多样性产生影响:
采用传统氯仿熏蒸方法研究长期不同施肥制度对土壤微生物量碳和氮的影响。结果表明:在整个试验期,土壤微生物量碳和氮的动态变化趋势基本相同；长期施用有机肥可显著提高土壤有机碳和土壤微生物量碳和氮含量,而长期化肥的施用降低了土壤pH,导致土壤微生物量碳和氮含量也随之降低。
不同施肥制度对土壤氮素生理菌群活性影响的结果表明:与不施肥相比,长期施肥明显提高土壤氨化作用,硝化作用和反硝化作用强度,其中以NPK+M处理提高幅度最大；而长期施肥均明显抑制土壤固氮作用强度,其中氮肥抑制效果远大于有机肥。相关分析结果显示:土壤氨化作用,硝化作用和反硝化作用强度均与土壤养分含量呈显著正相关；而固氮作用强度与土壤大部分养分含量呈显著负相关,表明土壤氮素生理菌群活性易受土壤养分状况的影响,可以灵敏地反映土壤肥力质量变化。
DGGE结果显示,所有施肥处理的氨氧化细菌丰富度和多样性指数均高于CK处理,其中N肥对潮棕壤氨氧化菌群落的影响效应大于有机肥。单纯施用有机肥对土壤反硝化细菌多样性无明显影响,而施用氮肥能提高土壤反硝化细菌多样性。单纯施用氮肥并没有增加土壤固氮细菌多样性,而其它施肥模式均不同程度地提高固氮细菌多样性,其中以NPK+M处理丰富度和多样性指数最高。总体来看,不同施肥处理对土壤三种氮素生理菌群多样性影响程度不同,固氮细菌>反硝化细菌>氨氧化细菌,这与三种氮素生理菌群多样性指数大小顺序相反,证明土壤中多样性指数低的菌群易受到施肥措施的影响；三种氮素生理菌群中反硝化细菌和固氮细菌多样性对土壤中氮素状况的响应明显,而氨氧化细菌多样性主要受土壤pH的影响；在6种施肥处理中,NPK与有机肥配施可使三种氮素生理菌群的丰富度和多样性指数最高,这表明无机有机肥配施对保持和提高土壤氮素生理菌群多样性方面具有明显优势。