长期免耕对黑土氮磷硫循环微生物功能潜力的影响

探究不同耕作方式对黑土氮(N)、磷(P)、硫(S)循环功能微生物丰度及组成的影响,对黑土可持续利用具有重要意义.本研究基于吉林省长春市为期8年的定位试验,对免耕(NT)和传统耕作(CT)下不同土层黑土 N、P、S循环功能微生物丰度和组成及其驱动因素进行分析.结果表明:与CT相比,NT显著增加了 0～20 cm 土层土壤含水量(WC)和微生物生物量碳(MBC).NT显著增加了 0-20 cm 土层与N、P和S循环功能相关的编码基因丰度:包括编码氧化亚氮还原酶基因nosZ、固氮酶基因nifH和脲酶基因ureC的丰度,有机磷矿化过程关键基因phnK和phoD、编码吡咯喹啉醌合成酶基因ppqC和外切多聚磷酸酯酶基因ppX的丰度,以及硫氧化过程关键基因soxY和yedZ的丰度.方差分解分析和冗余分析结果表明,土壤基本特性是N、P、S循环功能微生物组成的主要影响因素(总解释率为28.1％),并且耕作方式导致的土壤MBC和WC变化是黑土 N、P、S循环微生物功能潜力最主要的驱动因子.综上,长期免耕可通过影响土壤环境间接增加土壤特定微生物功能基因丰度,本研究从分子生物学角度阐明免耕可以作为改善土壤健康和维持农业绿色发展的有效耕作措施.