集约化畜禽粪便施用对土壤微生物群落功能多样性的影响
李小嘉,李江涛,倪 杰,林玉筠,陈健飞
【摘 要】含有重金属等污染物质的集约化养殖畜禽粪便是我国现代有机肥的主要肥源，其长期施用可能会影响耕地土壤微生物群落的结构组成和功能。以江苏省海安长期施用集约化养殖畜禽粪便和单施化肥试验地的耕层土壤为研究对象，采用BIOLOG微平板法，对比分析了单施化肥和集约化畜禽粪便处理土壤微生物群落功能多样性的差异，旨在探明长期施用集约化养殖畜禽粪便对土壤微生物群落功能的影响。结果表明，两种土壤中施用集约化畜禽粪便处理平均颜色变化率（AWCD）均高于单施化肥土壤。与单施化肥处理比较，施用畜禽粪便处理土壤微生物群落物种丰富度和优势度没有明显改变，但物种均匀度方面有明显提高。与施用化肥比较，施用畜禽粪便处理土壤微生物显著提高了对胺类、碳水化合物类和氨基酸类碳源的利用能力。主成分分析和对应分析结果显示，不同施肥方式显著改变了土壤微生物群落对碳源的利用方向和能力。综上所述，施用集约化畜禽粪便能改变土壤微生物群落功能多样性。 【期刊名称】广东农业科学 【年(卷),期】2014(041)006 【总页数】6
【关键词】集约化畜禽粪便；群落多样性；BIOLOG微平板法；主成分分析；对应分析
【文献来源】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_guangdong-agricultural-
sciences_thesis/020121925971.html
施用有机肥是一项改善土壤肥力的重要土壤管理措施，在我国已有几千年历史。
有机肥来源也是以传统农家肥、草木灰、秸秆等为主。近年来，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，我国集约化畜禽养殖业持续快速发展。相应地，集约化养殖的畜禽粪便产生量也逐年增加，并已经对农村生态环境造成了严重威胁。由于其中含有大量的营养元素，畜禽粪便逐渐取代传统有机肥源成为了现代有机肥的主要来源。畜禽粪便农用是实现畜禽粪便资源化的最直接途径之一，也是促进农牧良性循环、维持生态平衡的有效措施，对于降低农业环境压力、减少化肥用量等方面具有重要意义。但畜禽粪便不同于传统有机肥源，其中含有重金属、兽药、抗生素等环境污染物[1-3]，这些污染物质对土壤质量产生负面影响。
土壤微生物是土壤生态系统中最重要的组成部分，在土壤生态系统功能过程中发挥着重要的作用。由于对土壤管理措施及环境变化反应敏感，土壤微生物群落的结构和功能被认为是反映土壤质量状况的重要指标[4-5]，微生物群落功能多样性已广泛用于反映土壤质量对土壤管理措施的响应[6]。目前有关土壤微生物多样性测定方法主要包括培养法、核酸分析法、磷脂脂肪酸（PLFA）法及BIOLOG微平板分析法等，分别从物种、遗传和功能等层面来表达土壤微生物多样性。由于具有操作快速简便等特点，BIOLOG微平板法已广泛应用于评价土壤微生物群落的功能多样性[7]。
本研究选择长期施用集约化养殖畜禽粪便和化肥的稻麦轮作土壤作为供试土壤，以施用化肥土壤为参照，探讨了集约化养殖畜禽粪便施用对土壤微生物群落功能多样性的影响，为理解集约化养殖畜禽粪便对土壤质量影响及其农用价值提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
土壤样品分别采集于江苏省海安县海安镇和大公镇长期施用集约化养殖畜禽粪便试验区。海安镇试验区为河相冲积母质发育形成的土壤；大公镇试验区为海相沉积母质发育形成的土壤，土壤质地均为砂壤土。 1.2 试验方法
海安镇试验区设施用鸡粪（HPL）、猪粪（HLM）和化肥（HCF）3个处理；大公镇试验区设施用鸡粪（DPL）和化肥（DCF）2个处理，小区面积为 37.5 m2，3次重复。
畜禽粪便处理以施用新鲜畜禽粪便为主，并辅以适当尿素。其中鸡粪为规模化养殖的鲜鸡粪，小麦和水稻生育期内施用量分别为21 t/hm2；猪粪为规模化养殖的鲜猪粪，小麦和水稻施用量分别为21 t/hm2；新鲜畜禽粪便于翻耕前2 d撒施，随翻耕拌入土壤；尿素分别在水稻和小麦分蘖和拔节孕穗期撒施，分蘖肥和穗肥比例为2:3，年施用量分别为45 kg/hm2。化肥处理中，氮、磷、钾化肥分别为尿素、钙镁磷肥和氯化钾，小麦和水稻N、P2O5、K2O施用量分别为：150、60和90 kg/hm2。其中氮肥的基肥、分蘖肥和穗肥比例为2:1:2；磷肥以基肥形式一次施入；钾肥50%做基肥，50%做穗肥；施肥方式均为撒施。
2011年10月采用多点 （15～20点）S型采样方法，分别采集长期施用畜禽粪便和化肥试验区耕作层 （0～15 cm）土壤，细心挑去新鲜土壤样品中的石块、根系以及蚯蚓等土壤动植物残体。预处理后，将土壤样品充分混匀后分为两份，1份鲜样在4℃下冷藏，用于测定土壤生物学性质；另1份自然风干，用于测定土壤基本理化性质（表 1）。
集约化畜禽粪便施用对土壤微生物群落功能多样性的影响
