水旱轮作对土壤微生物群落构建过程的影响机制

发布时间：2024-03-03 07:52

　　为探究稻田生态系统微生物学机制,采集水旱轮作稻田土壤,并以相同土壤母质下长期淹水的藕田土壤以及旱作的果树土壤为对照,研究了稻田生态系统细菌群落结构以及基于零模型的群落构建机制。结果表明:旱作和水旱轮作两个生态系统,由于频繁耕作以及施肥管理等农业措施形成特定的生态位格局,确定性过程主导群落构建。旱作生态系统下确定性过程占78.6%,随机性过程占10.7%;相对于旱作,由于水旱轮作的淹水条件,土壤肥力积累,水体连通性较好等特性导致内部环境变化缓和,其随机性过程(39.3%)影响增加,确定性过程(50.0%)下降;同理,长期淹水的水生生态系统中随机性群落构建(50.0%)成为主导过程。群落构建影响细菌群落结构和功能,因此随机性生态过程的增强进一步增加了细菌多样性以及物种生态网络的交互度和稳定性,增强了微生物抵抗外部环境扰动的能力,该过程有助于维持农田生态系统功能的稳定性和可持续性。

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【部分图文】：

图1基于Bray-Curtis和βMNTD距离的NMDS分析

根据OTU物种注释的结果，本研究在门水平上挑选出相对丰度最高的优势细菌用于展示不用样点间的细菌物种组成差异。如图2所示，在门分类水平上，3种生态系统中占比最高的物种分别为：变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chlorofl....

图2不同生态系统下土壤细菌门水平的物种组成

图1基于Bray-Curtis和βMNTD距离的NMDS分析2.3细菌alpha多样性指数

图3不同生态系统细菌群落alpha多样性指数

本文分别计算了不同生态系统的ObservedOTUs值和PD值，分别用来表征物种水平和系统发育水平的alpha多样性。结果表明，两种水平下细菌alpha多样性均呈现水生>水旱轮作>旱作生态系统的趋势(P<0.05)(图3)。2.4土壤化学性质对细菌群落结构的影响

图4不同生态系统细菌群落与土壤化学性质的RDA排序图

土壤化学性质与水生、水旱轮作、旱作生态系统细菌群落的RDA结果如图4所示。不同生态系统的细菌群落各自聚集在一起。主坐标1(RDA1)解释了总变异的56.21%，主坐标2(RDA2)解释了总变异的28.5%，二者总共解释了总变异的84.71%。不同生态系统间细菌群落结构变异与土壤肥....

本文编号：3917472