甘蔗间作玉米对甘蔗根际微生物代谢功能多样性的影响

分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《中国生态农业学报》

郑亚强 张立敏 杨进成 杨 坚 高 锐 陈亮新 董雪梅 孙继红 肖关丽 李正跃 陈 斌

摘要： 为探讨甘蔗间作玉米种植对甘蔗根际土壤微生物群落功能多样性的影响, 在云南元江和陇川甘蔗种植 区设置甘蔗间作玉米和单作甘蔗田间小区试验, 采用Biolog 技术研究了甘蔗间作玉米对甘蔗根际微生物代谢功能的影响。结果表明: 陇川试验点甘蔗间作玉米田土壤微生物代谢功能多样性指数Shannon 多样性指数、Simpson指数、McIntosh 指数、Shannon 均匀度指数和McIntosh 均匀度指数分别比甘蔗单作田提高7.08%、11.25%、63.16%、1.31%和2.26%; 元江试验点, 甘蔗间作玉米田土壤微生物代谢功能多样性指数Shannon 多样性指数、Simpson指数、McIntosh 指数、Shannon 均匀度指数和McIntosh 均匀度指数分别比甘蔗单作田提高10.58%、48.40%、43.42%、0.20%和1.65%。由此表明甘蔗间作玉米种植提高了甘蔗根际土壤微生物的多样性。甘蔗间作玉米种植提高了甘蔗根际微生物对碳源的利用率, 且元江甘蔗根际土壤微生物对碳源的利用效率低于陇川。与单作甘蔗相比,元江试验点间作甘蔗根际碳水化合物类、氨基酸类、多聚物类、胺类、羧酸类和酚酸类利用率分别提高141.71%、50.53%、62.38%、92.82%、43.21% 和6.30%, 陇川试验点分别提高42.90%、51.50%、33.30%、42.64%、16.72%和24.47%。其中, 两个试验区间作田甘蔗根际土壤微生物对碳源D-纤维二糖、D,L-a-甘油、D-半乳糖-γ-内酯、L-丝氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸和2-羟苯甲酸的利用率比单作显著提高100%以上。通过主成分分析, 发现甘蔗与玉 米间作改变了甘蔗根际微生物的群落组成及其代谢功能, 且碳水化合物类、羧酸类和氨基酸这3 类碳源是区分甘蔗单作和间作处理间差异的敏感碳源。陇川试验点, 对土壤微生物代谢功能影响较大的碳源主要包括2 种多聚化合物、6 种碳水化合物、2 种羧酸类化合物、4 种氨基酸和1 种酚酸; 元江试验点, 对土壤微生物代谢功能影响较大的碳源主要包括1 种多聚化合物、5 种碳水化合物、3 种羧酸类化合物、4 种氨基酸和2 种胺类化合物。综上所述, 宿根甘蔗间作玉米提高了甘蔗根际微生物群落的多样性, 增加了根际微生物的活性, 改变了微生物群落的代谢功能。研究结果可为作物间作对土壤微生物多样性分析及增产机理研究提供新的思路和理论基础。

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