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： 根际微生物驱动的0的机制
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 根际微生物驱动的0的机制/.赵红敏著/.汤利指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.30 |
| 载体形态项： | 79页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 资源与环境学院, 学号2020210247 |
| 提要文摘： | 磷是作物正常生长和粮食安全的保障。酸性土壤固磷能力强，磷肥利用效率低。挖掘作物活化红壤难溶性磷的潜力，对减少红壤磷肥固定，促进作物绿色增产具有重要意义。合理间作是促进磷肥高效利用的重要途径。土壤解磷微生物的磷活化能力是与植物磷营养相关的最重要特征之一。为阐明间作体系解磷微生物对红壤磷的活化作用，本研究通过2年的田间定位试验，在4个施磷水平(0、60、90、120 P2O5 kg·hm-2，分别记作 P0、P60、P90、P120)下，采用玉米单作(MM)、玉米大豆间作(MI) 2 种种植模式，通过Hedley磷分级法，研究红壤玉米根际土壤磷有效性、不同活性磷组分含量及占比变化特征及其施磷响应，研究玉米大豆间作对红壤磷组分的活化作用，揭示间作活化红壤磷组分的关键土壤环境因子；采用Illumina高通量测序和q-PCR等方法，探究玉米大豆间作对红壤玉米根际土壤磷酸酶活性、土壤微生物群落结构及关键解磷微生物(phoD、pqqC基因)群落组成的影响，采用Mantel、RDA、SEM等分析方法，揭示间作驱动关键解磷微生物活化红壤磷的根际调控机理。主要研究结果如下： (1) 玉米大豆间作显著增加红壤玉米产量可持续性。不同磷水平下，与单作相比，间作玉米产量年均增加了16.17%~93.28%，年均产量可持续性指数增加了20.54%~95.55%，其中增产优势以P60水平最大。间作增产优势均表现为P60-MI> P0-MI> P90-MI> P120-MI。 (1) 玉米大豆间作显著促进红壤玉米磷肥利用效率。不同磷水平下，与单作相比，间作玉米磷素吸收效率、磷素利用效率和磷肥偏生产力年均分别提高21.47%~49.54%、0.52%~2.31%和16.17%~87.17%，在P60 水平下达到最大值，且间作效应最显著。 (1) 玉米大豆间作显著提高红壤根际土壤磷有效性和磷活化。与单作相比，间作促进低磷红壤磷活化的作用在P60水平下最为显著，土壤Olsen-P年平均提高34.16% ；PAC年平均提高32.87%。 (1) 玉米大豆间作显著提高红壤活性磷组分含量，显著降低稳定性磷组分的含量。不同施磷水平下，与单作相比，间作红壤活性磷组分Resin-P、NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po的含量年均分别提高9.45%~119.15%、3.54%~75.44%、9.91%~24.24%。均以P60水平提高最为显著。在低磷水平（P0和P60）下，玉米大豆间作显著促进中稳性磷组分NaOH-Pi活化。间作红壤稳定性磷组分Conc. HCl-Pi和Conc. HCl-Po含量年均分别降低4.11%~8.41%、1.07%~15.72%。此外，间作显著提高红壤活性磷库占比，促进稳定性磷库活化，间作效应以P60水平最为显著。 (1) 玉米大豆间作显著增加红壤微生物量碳、磷含量，提高根际磷酸酶活性。不同施磷水平下，与单作相比，MBC、MBP含量分别显著提高4.92%~19.44%、30.31%~55.25%。ACP和ALP活性以P60水平增加最为显著。高通量测序结果表明，玉米大豆促进间作提高了细菌alpha多样性，间作相较于单作均提高了放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门等相对丰度；在低磷水平下（P0和P60），间作能显著富集鞘氨醇单胞菌、链霉菌等有益微生物类群，低磷间作表现出更高的模块性以及负相关比例，其网络稳定性更高。 (1) 玉米大豆间作改变了解磷功能基因phoD和pqqC细菌群落组成，增强了关键解磷微生物及其种间相互作用，网络稳定性提高。在低磷水平下（P0和P60），间作显著促进phoD基因细菌群落中的鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、链霉菌属（Streptomyces）、微杆菌属（Microbacterium）、溶杆菌属（Lysobacter）及pqqC基因细菌群落中甲基杆菌属（Methylobacterium）、慢生根瘤菌属（ Bradyrhizobium）、罗河杆菌属（Rhodanobacter）等的富集，而在高磷水平下（P90和P120），间作的富集优势不明显，且这些菌群在共现网络分析中均为关键类群。值得注意的是，不动杆菌属（Acinetobacter）不是优势菌属，但同样作为关键类群之一。q-PCR 分析表明，间作显著增加phoD和pqqC基因拷贝数，在不同施磷水平下分别提高了11.25%~136.76%、23.80%~35.35%，尤以P60水平最为显著。 (1) Mantel检验表明，间作土壤中NO3- -N、SOC、MBC含量、MBC/MBP是显著影响phoD和pqqC基因细菌群落关键环境因子。冗余分析（RDA）结果表明，间作增强了关键解磷微生物与活性磷组分的相关性。Microbacterium、Methylobacterium、Arthrobacter、Rhodanobacter属与NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po、Resin-P、NaOH-Pi、Dil. HCl-Pi呈显著正相关，与Conc. HCl-Po呈显著负相关。 Bradyrhizobium 与NaOH-Po呈显著负相关，Acinetobacter属与Conc. HCl-Pi呈显著负相关。随机森林分析表明，间作增加了关键解磷微生物、关键环境因子对红壤磷活化的贡献。进一步通过结构方程模型分析（SEM）表明，间作通过提高红壤SOC、NO3- -N含量，正向影响根际土壤细菌群落组成、关键phoD和pqqC基因类群，降低红壤稳定性磷组分Conc. HCl-Pi、Conc. HCl-Po， 促进红壤活性磷组分NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po，进而提高红壤磷活化。 综上，在低磷红壤上，玉米大豆间作通过影响根际磷活化功能微生物的关键土壤环境因子SOC、NO3- -N，改变根际磷活化关键微生物群落，促进phoD和pqqC基因种群的富集，提高其相对丰度与绝对丰度，促进红壤难溶性磷的活化，从而提高红壤磷有效性、促进磷的高效吸收利用和提高玉米产量可持续性。 |
| 并列题名： | Mechanism of rhizosphere microbial-driven mobilizing phosphorus in maize and soybean intercropping in red soil eng |
| 题名主题： | 玉米大豆间作 红壤 施磷水平 Hedley磷分级 phoD pqqC 磷活化 学位论文 |
| 中图分类： | S565.1-533 |
| 个人名称等同： | 赵红敏 著 |
| 个人名称次要： | 汤利 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240517 |