玉米秸稈對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量及微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

丁紅利，馬曉玥，李玖然，張 磊＊

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶北碚400715）

玉米秸稈對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量及微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

丁紅利1，馬曉玥1，李玖然1，張 磊1＊

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶北碚400715）

為秸稈還田改善土壤生態(tài)功能提供理論依據(jù)，以添加秸稈后不同有機(jī)質(zhì)含量變化的土壤為研究對(duì)象，利用磷脂脂肪酸（PLFA）法測(cè)定土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的分布，分析土壤微生物結(jié)構(gòu)與有機(jī)質(zhì)含量變化的關(guān)系。結(jié)果表明：玉米秸稈添加后引起土壤有機(jī)質(zhì)呈大幅正向增加（I1）、小幅度正向增加（I2）和負(fù)向變化（I3）3種趨勢(shì)，其中小幅度正向增加的I2磷脂脂肪酸的種類和絕對(duì)含量均低于I1和I3，而直鏈單不飽和脂肪酸／環(huán)丙烷脂肪酸（A／B）、直鏈飽和脂肪酸／直鏈單不飽和脂肪酸（C／A）、支鏈異構(gòu)飽和脂肪酸／支鏈反異構(gòu)飽和脂肪酸（iso／anteiso）值均高于I1和I3；有機(jī)質(zhì)大幅正向增加的I1磷脂脂肪酸的種類和絕對(duì)含量為3組中最高，且玉米秸稈處理過程中刺激16：0、18：1w6c、18：1w9c、16：0 10－methyl和19：0cyclo w8c所表征的優(yōu)勢(shì)類群的增殖，特征性菌群細(xì)菌／真菌和革蘭氏陽性菌／革蘭氏陰性菌（G＋／G—）比值較I1和I2低；有機(jī)質(zhì)負(fù)向變化的I3土壤中表征優(yōu)勢(shì)類群的磷脂脂肪酸的絕對(duì)含量均低于I1，且支鏈飽和脂肪酸絕對(duì)含量為3組土壤中最高；主成分分析表明，I1和I3土壤微生物種類間無明顯差別。土壤初始有機(jī)質(zhì)含量高，玉米秸稈添加后土壤有機(jī)質(zhì)變化幅度大，土壤微生物種類及豐度高。

玉米秸稈；土壤有機(jī)質(zhì)；含量變化；土壤微生物群落結(jié)構(gòu)；磷脂脂肪酸

向健康土壤中添加有機(jī)物料能夠調(diào)控微生物群落的代謝和功能，改善土壤質(zhì)量［1］。土壤微生物對(duì)有機(jī)物料經(jīng)過分解轉(zhuǎn)變過程后少部分作為自身的營養(yǎng)物質(zhì)，大部分保留在土壤中保持土壤肥力。大量有機(jī)物料長(zhǎng)期進(jìn)入土壤使其有機(jī)質(zhì)改變后形成的微環(huán)境是否會(huì)給微生物群落的生存帶來威脅或改變，已逐漸成為眾多研究者關(guān)注的熱點(diǎn)［2－3］。

對(duì)土壤微生物群落的研究從傳統(tǒng)的平板計(jì)數(shù)法逐漸發(fā)展為由分子生物學(xué)、生物化學(xué)及生理學(xué)等多種手段相結(jié)合的方法，明顯推動(dòng)對(duì)微生物群落的研究，但由于微生物群落龐大，生存狀況復(fù)雜、種類繁多，加之微生物本身缺乏可以直觀區(qū)分的明顯特征，因此任何一種分析方法都存在其局限性［4］。目前的研究及成果多集中于外因，而對(duì)土壤微生物群落的實(shí)際生存機(jī)制缺乏一定的理論支撐，但相比較而言，磷脂脂肪酸（PLFA）方法根據(jù)磷脂是構(gòu)成生物細(xì)胞膜的重要組成部分，只存在于所有活的細(xì)胞膜中，一旦生物細(xì)胞死亡，其中的磷脂類化合物會(huì)同時(shí)消失的原理［5］，以及不同種類的微生物細(xì)胞中磷脂脂肪酸組成及含量存在極大差異，可直接用于估計(jì)其微生物數(shù)量及群落結(jié)構(gòu)，是一種較為有效的研究方法［4］。

土壤微生物群落可以敏感地反映出不同土壤生態(tài)系統(tǒng)間的差異，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤微生物活動(dòng)密切相關(guān)。Steenwerth等［6］對(duì)9種不同土地利用方式的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析后發(fā)現(xiàn)，土壤微生物群落組成受土壤有機(jī)質(zhì)變化的影響且與PLFA總量高度相關(guān)。Kourtev等［7］通過檢測(cè)到的99種不同的PLFA發(fā)現(xiàn)，在新澤西北部闊葉林中受地表凋落物影響，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯改變。Saetre等［8］也研究發(fā)現(xiàn)，不同植被林中PLFA存在差異，除了植被不同外，更大程度與其土壤有機(jī)質(zhì)含量差異相關(guān)。而本研究通過利用磷脂脂肪酸（PLFA）法探討玉米秸稈添加后不同有機(jī)質(zhì)變化的土壤對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，旨在揭示添加有機(jī)物料后不同有機(jī)質(zhì)變化土壤中微生物生物量、微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)的差異狀況，為秸稈還田改善土壤生態(tài)功能提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

土壤樣品為西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室于2013年9月在山西、甘肅、河南、重慶、山東、四川、陜西、湖北、貴州、云南、福建、內(nèi)蒙古、廣東、安徽、新疆、湖南和廣西17個(gè)省市收集的85個(gè)土樣，其中，林地土壤21個(gè)，菜地土壤20個(gè)，耕地土壤32個(gè)，水田土壤12個(gè)。有機(jī)物料玉米秸稈采集自玉米成熟后的地上部分，70℃烘干后剪至3cm待用，其養(yǎng)分含量為（%干基）全磷0.231、全氮1.068、全鉀1.405。試驗(yàn)對(duì)象為添加玉米秸稈后的土壤樣品，供試土壤秸稈添加前后基本養(yǎng)分變化幅度見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用室內(nèi)模擬恒溫培養(yǎng)方法，分別稱取土樣150g和玉米秸稈4g，逐次加入蒸餾水，使土壤和玉米秸稈充分混勻，將混合樣品裝入玻璃罐（高10cm，直徑8cm）中，然后用滴管加入剩余的水量使之達(dá)到田間持水量的60%左右，最后用帶氣孔的封口膜封住罐口，于恒溫培養(yǎng)箱（30℃）培養(yǎng)90d，每隔7d采用重量法補(bǔ)足失去的水分。培養(yǎng)90d時(shí)，將每個(gè)玻璃罐中的土壤全部取出后各自充分混勻，取部分土壤過2mm篩以棄去玉米秸稈殘?bào)w，測(cè)定秸稈添加后土壤有機(jī)質(zhì)含量。

表1 供試土壤的基本養(yǎng)分性狀Table1 Basic nutrients of tested soil

根據(jù)玉米秸稈添加前后土壤有機(jī)質(zhì)的變化幅度，將土壤樣品分為3組：第一組大幅正向變化（I1），有機(jī)質(zhì)（OM）變化量I1＞12.05g／kg；第二組小幅度正向變化（I2），OM變化量為0.25g／kg＜I2＜9.00g／kg；第三組負(fù)向變化（I3），OM變化量為－0.30g／kg＜I3＜－112.30g／kg。分別選取I1、I2和I3OM變化幅度最大的土壤樣品各3個(gè)（表2），取部分土壤過2mm篩，冷凍干燥后裝入封口袋，置于－20℃保存，用于PLFA測(cè)定分析，3次重復(fù)。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法（K2Cr2O7－H2SO4法）［9］，磷脂脂肪酸采用White的方法加以改進(jìn)［10］。

提取。稱取相當(dāng)于8g烘干土壤質(zhì)量的濕潤(rùn)土壤3份，加入按2∶1∶0.8比例混合的進(jìn)口色譜純CHCl3、CH3OH和磷酸緩沖液浸提液，26℃、285～320r／min震蕩2h，然后25℃、3 500r／min離心10min，收集上層離心液，重復(fù)以上操作，再次收集上層離心液體，分別加入12mL CHCl3和磷酸緩沖液，于黑暗中靜置過夜。吸取下層溶液進(jìn)行30～32℃水浴同時(shí)氮?dú)獯蹈伞?/p>

表2 3組土壤玉米秸稈添加前后有機(jī)質(zhì)的含量Table2 Organic matter content of three soil groups before and after adding cornstalk g／kg

分離。取1 000μL CHCl3分2次將濃縮的磷脂轉(zhuǎn)移至經(jīng)3mL CHCl3調(diào)解淋洗過的萃取小柱，向萃取小柱加入5mL CHCl3用于洗去中性酯，加2次5mL丙酮溶液用于洗去糖性酯，并用1mL甲醇溶液清洗萃取小柱底部并棄去，向萃取小柱加入5mL甲醇溶液淋洗，收集溶液并加入4μL C19：0內(nèi)標(biāo)，同樣于30～32℃水浴鍋中氮?dú)獯蹈?，吹干時(shí)氣流不宜過大，避免濺出造成系統(tǒng)誤差。

甲酯化。向吹干的樣品中分別加入（體積比為1∶1）的甲醇甲苯混合液1mL、0.2mol／L KOH溶液1mL，混勻后37℃水浴15min，取出后再分別加入0.3mL 1mol／L醋酸溶液、2mL正己烷溶液、2mL超純水后低速振蕩10min（150～200r／min），吸取上層溶液，將原有液體再次加入2mL正己烷溶液后繼續(xù)震蕩10min，再次收集上層溶液，氮?dú)獯蹈?，加?00μL正己烷沖洗吹干樣品，移入GC專用內(nèi)襯管進(jìn)行檢測(cè)。

測(cè)定。上機(jī)測(cè)定用Agilent 6850氣相色譜儀（FID檢測(cè)器）分析PLFA的成分。色譜條件為：HP－5柱（25m×200μm×0.33μm），進(jìn)樣量為1 μL，分流比10∶1，載氣（H2），尾吹氣（高純N2），助燃?xì)怏w（空氣），流速0.8mL／min。汽化室溫度250℃、檢測(cè)器溫度300℃，柱前壓10.0psi（1psi＝6.895KPa）。二階程序升高柱溫：起始為170℃，5℃／min升至260℃，而后40℃／min升溫至310℃，維持1.5min。各成分脂肪酸通過MIDI Sherlock微生物鑒定系統(tǒng)（Version 6.1，MIDI，Inc，Newark，DE）進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)品購于美國MIDI公司的C9－C20的脂肪酸甲酯，PLFA用C19∶0做內(nèi)標(biāo)換算其絕對(duì)含量（nmol／g）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用方差分析、相關(guān)分析和主成分分析等統(tǒng)計(jì)方法，分析繪圖軟件為EXCEL、SPSS17.0和Origin6.0。特征性磷脂脂肪酸參照文獻(xiàn)［11－15］選?。ū?）。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加玉米秸稈后3組土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化

玉米秸稈添加培養(yǎng)后土壤有機(jī)質(zhì)出現(xiàn)大幅正向增加（I1）、小幅度正向增加（I2）和負(fù)向變化（I3）3種趨勢(shì)，其中，玉米秸稈添加后土壤有機(jī)質(zhì)變化幅度較大的I1和I3土壤初始有機(jī)質(zhì)含量也較I2初始有機(jī)質(zhì)高；I1和I3土壤初始有機(jī)質(zhì)含量平均值分別為82.17g／kg和83.91g／kg，玉米秸稈添加后I1土壤有機(jī)質(zhì)含量平均增加49.43g／kg，I3減少23.38g／kg，而I2土壤初始有機(jī)質(zhì)含量平均值僅17.21g／kg，玉米秸稈添加后土壤有機(jī)質(zhì)含量平均僅增加4.67g／kg。

2.2 添加玉米秸稈后3組土壤的PLFA分析圖譜

選擇絕對(duì)含量大于1nmol／g的磷脂脂肪酸作為統(tǒng)計(jì)對(duì)象（圖1），土壤微生物種類在3組土壤中分布類似，磷脂脂肪酸生物標(biāo)記在3組土壤中共檢測(cè)到49種，其中，I1、I2和I3分別檢測(cè)到44種、41種和44種（圖1）。分布存在2種類型：一類為完全分布，即磷脂脂肪酸生物標(biāo)記在所有供試土壤中都有分布，在I1、I2和I3土壤中屬全分布的磷脂脂肪酸共有38種，且各特征性磷脂脂肪酸含量I2顯著低于I1和I3，I1中除磷脂脂肪酸16∶0、18∶1w6c、18∶1w9c、16∶010－methyl、19∶0cyclow8c的含量顯著高于I3外，其余特征性脂肪酸絕對(duì)含量二者基本相同；另一類為不完全分布，即磷脂脂肪酸標(biāo)記只在某些供試土壤中分布，不完全分布的磷脂脂肪酸共計(jì)11種，I1、I2和I3分別檢測(cè)到7種、5種和7種，絕對(duì)含量較低且3組土壤差異不顯著?？梢?，添加玉米秸稈處理后3組土壤微生物種類數(shù)無明顯差異，但相較于I3土壤，I1土壤有機(jī)質(zhì)含量大幅正向增加引起部分優(yōu)勢(shì)微生物類群的增殖。

表3 特征性磷脂脂肪酸代表Table3 Representatives of characteristic PLFA

2.3 添加玉米秸稈后3組土壤的PLFA總量

添加玉米秸稈后土壤PLFA總量I1為37.61nmol／g、I2為19.32nmol／g、I3為33.01nmol／g，由此看出，I2土壤微生物量顯著低于其他2組，分別與I1和I3形成極顯著差異和顯著差異。I1土壤脂肪酸總量最高，為37.61nmol／g，比I3高13.9%，但差異不顯著。說明，微生物的豐度與玉米秸稈添加后土壤有機(jī)質(zhì)的變化呈正比例關(guān)系。

圖1 3組土壤特征性PLFA分布情況Fig.1 Characteristic PLFA distribution of three soil groups

圖2 3組土壤中表征各微生物群落的PLFA含量Fig.2 PLFA content of different microbial community in three soil groups

2.3.1 土壤微生物群落及磷脂脂肪酸含量3組土壤中各種微生物類群含量趨勢(shì)相同（圖2），均為細(xì)菌絕對(duì)含量＞革蘭氏陰性菌（G－）＞革蘭氏陽性菌（G＋）＞真菌＞放線菌，細(xì)菌與G－、G＋以及真菌、放線菌絕對(duì)含量差異顯著。各微生物類群絕對(duì)含量I1＞I3＞I2，I1、I3分別與I2差異顯著，I1與I3雖未形成顯著差異，但I(xiàn)1細(xì)菌、真菌、放線菌、G＋和G－絕對(duì)含量分別比I3高4.9%、30.3%、26.9%、6.9%和27.0%。且I1土壤中G－絕對(duì)含量比G＋絕對(duì)含量高22%，可知，玉米秸稈添加后有機(jī)質(zhì)積累與G－高度相關(guān)。

從圖3可知，I1、I3各類脂肪酸含量均顯著高于I2，其中，直鏈飽和脂肪酸、直鏈單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量I1比I3分別高20.6%、23.4%和22.6%；I1、I2土壤各脂肪酸絕對(duì)含量均表現(xiàn)為直鏈飽和脂肪酸＞支鏈飽和脂肪酸＞直鏈單不飽和脂肪酸＞多不飽和脂肪酸＞環(huán)丙烷脂肪酸。I3土壤中支鏈飽和脂肪酸絕對(duì)含量最高，達(dá)6.73nmol／g，支鏈脂肪酸絕對(duì)含量高，表明I3土壤微生物受到一定程度的環(huán)境脅迫。

2.3.2 土壤微生物的相對(duì)豐度革蘭氏陽性菌／革蘭氏陰性菌（G＋／G－）和細(xì)菌／真菌（Bacteria／Fungi）的比值常用來表征土壤中各微生物群落的相對(duì)豐度、微生物量的變化、土壤有機(jī)質(zhì)水平以及土壤微生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性［16］，二者比值越低說明土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，土壤生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定；直鏈單不飽和脂肪酸／環(huán)丙烷脂肪酸（A／B）通常用以表征微生物群落受養(yǎng)分脅迫狀況，比值越大表明養(yǎng)分脅迫越嚴(yán)重；支鏈異構(gòu)飽和脂肪酸／支鏈反異構(gòu)飽和脂肪酸（iso／anteiso）和直鏈飽和脂肪酸／直鏈單不飽和脂肪酸（C／A）比值通常表征土壤中微生物受環(huán)境脅迫程度，比值越大，受環(huán)境脅迫程度越嚴(yán)重。從表4可知，I2和I3之間細(xì)菌／真菌、G＋／G－差異不明顯，但都高于I1處理。結(jié)合圖3可以看出，I1處理土壤中細(xì)菌和真菌的豐度并不低于I2和I3土壤處理，當(dāng)細(xì)菌、真菌豐度較高時(shí)，兩者比值越小說明I1土壤生態(tài)系統(tǒng)更穩(wěn)定。同時(shí)I1和I3之間A／B、C／A、iso／anteiso各比值差異不明顯，但均低于I2土壤，尤其是A／B最為明顯。說明，I2土壤中微生物群落受養(yǎng)分脅迫和環(huán)境脅迫的程度均較高，也表明有機(jī)物料添加后土壤有機(jī)質(zhì)含量是否積累與土壤初始有機(jī)質(zhì)含量存在正比例關(guān)系，能夠反映土壤微生物群落的生存環(huán)境。

圖3 3組土壤中各磷脂脂肪酸含量Fig.3 Different PLFA content in three soil groups

表4 土壤微生物各類群PLFA比值Table4 PLFA ratio between different soil microbial species

圖4 3組土壤特殊磷脂脂肪酸含量Fig.4 Special PLFA content in three soil groups

2.4 3組土壤高豐度磷脂脂肪酸含量比較

由于玉米秸稈添加后土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化引起部分優(yōu)勢(shì)微生物類群的增殖，因此對(duì)I1、I2、I3含量高且差異明顯的6種磷脂脂肪酸絕對(duì)含量進(jìn)行比較，結(jié)果（圖4）表明，除嗜熱解氫桿菌20∶1w9c絕對(duì)含量在I2中顯著高于I1和I3外，假單胞菌16：0、甲烷氧化菌18∶1w6c、真菌18∶1w9c、放線菌16∶0 10－methyl、伯克霍爾德細(xì)菌19∶0cyclo w8c絕對(duì)含量I1均顯著高于I3和I2組（p＜0.05），其中，I2中20∶1w9c絕對(duì)含量分別是I1、I3的3.76倍和5.37倍，但I(xiàn)2中16∶0 10－methyl的含量分別僅為I1和I3組的5.9%、6.4%，這6種特征性脂肪酸的絕對(duì)含量為10.06～200.42nmol／g，且這6種磷脂脂肪酸絕對(duì)含量是磷脂脂肪酸總含量的主要部分。16∶0、18∶1w6c、18∶1w9c、16∶0 10－methyl、19∶0cyclo w8c在I1、I3中均為優(yōu)勢(shì)種群，但在I3中的分布豐度不及I1，進(jìn)一步表明優(yōu)勢(shì)類群的增殖與有機(jī)物料添加后土壤有機(jī)質(zhì)的積累密切相關(guān)。

2.5 添加玉米秸稈后有機(jī)質(zhì)變化對(duì)土壤微生物群落組成的影響

經(jīng)主成分分析（圖5）得出，主成分1和主成分2能夠?qū)⒉煌袡C(jī)質(zhì)水平區(qū)分開。I1和I3與主成分1呈高度正相關(guān)；而I2與主成分1呈高度負(fù)相關(guān)；I1與主成分2之間呈高度正相關(guān)關(guān)系。通過每種絕對(duì)含量大于10nmol／g脂肪酸在主成分上的因子載荷分析結(jié)果表明（圖6），16∶0、18∶1w9c、16∶0 10－methyl、19∶0cyclo w8c、17∶0cyclo、17∶0anteiso、15∶0anteiso、15∶0iso、16∶0iso和16∶1w5c在主成分1上的載荷值較高，主成分1是其代表因子，其中支鏈脂肪酸多來自于G＋，16∶0 10－methyl是放線菌的標(biāo)志性脂肪酸，16∶0、18∶1w9c、19∶0cyclo w8c、17∶0cyclo、16∶1w5c均是用來表征G－的脂肪酸，二者載荷值較支鏈脂肪酸高。而20∶1w9c在主成分1上的載荷值較低，其又是嗜熱解氫桿菌真菌的標(biāo)志性脂肪酸。說明，玉米秸稈添加后有機(jī)質(zhì)含量變化過程中土壤中G－和放線菌含量較高，而真菌含量會(huì)減少。16∶1w7c／16∶1w6c、18∶1w6c和20∶1w9c在主成分2上有較高的載荷值，可以認(rèn)為是主成分2的代表因子，包含G－和真菌，而16∶0 10－methyl、18∶0 10－methyl，TBSA、17∶1w8c在主成分2上的載荷值較低，主要為放線菌類群，說明該類放線菌類群在玉米秸稈降解過程中對(duì)有機(jī)質(zhì)的積累無明顯作用。

圖5 不同土壤有機(jī)質(zhì)水平土壤微生物群落PLFA主成分Fig.5 PLFA principal component of soil microbial community with different organic matter levels

圖6 不同土壤有機(jī)質(zhì)水平下土壤微生物群落PLFA載荷因子貢獻(xiàn)Fig.6 Contribution of PLFA load factor of soil microbial community under different soil organic matter levels

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，土壤中添加有機(jī)物料后，土壤有機(jī)質(zhì)出現(xiàn)了不同程度的增加或減少的現(xiàn)象，且土壤有機(jī)質(zhì)的變化量對(duì)土壤中微生物群落的多樣性產(chǎn)生一定的影響，尤其土壤中優(yōu)勢(shì)微生物群落的絕對(duì)含量會(huì)隨有機(jī)質(zhì)含量的變化而變化。在本研究中，添加玉米秸稈處理后有機(jī)質(zhì)大幅正向增加（I1）的土壤微生物總生物量及G－高于小幅度正向增加（I2）和負(fù)向變化（I3），土壤生態(tài)系統(tǒng)也相對(duì)較穩(wěn)定。有機(jī)質(zhì)含量的積累可提供豐富的碳源，刺激土壤微生物的增殖。Bunemann等［17］研究肯尼亞2種作物輪作與施磷肥對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)的積累、土壤微生物生物量與高數(shù)量的PLFA有關(guān)，并且真菌和G－的豐度也有增長(zhǎng)。Griffiths等［18］也發(fā)現(xiàn)，向土壤中添加含碳高的物質(zhì)能使土壤微生物群落中真菌和G－的比例提高，而使放線菌和G－的比例降低。但本研究中代表放線菌的標(biāo)志性脂肪酸在I1和I3土壤中的含量顯著高于I2，原因可能是由于I1和I3土壤有機(jī)質(zhì)含量高，含有腐殖質(zhì)，16∶0 10－methyl更多來自于腐殖質(zhì)，而非生物細(xì)胞。Guckert等［19］發(fā)現(xiàn)，腐殖質(zhì)可能含有酯鍵連接的長(zhǎng)鏈脂肪酸。

在自然界中存在種類繁多的某些特殊的土壤微生物類群，其可作為特殊的指示生物，如烴類氧化菌用以指示地下是否存在油氣礦藏［20］、Bacillus cereus用以指示金的含量［21］。本研究中，I2嗜熱解氫桿菌20∶1w9c的含量最高，說明該微生物種群對(duì)生存環(huán)境脅迫響應(yīng)不敏感，生存能力極強(qiáng)，而放線菌16∶0 10－methyl絕對(duì)含量在I1和I3中較高，該類微生物對(duì)土壤微生態(tài)選擇性高，土壤養(yǎng)分是其生存的限制因子。本研究還發(fā)現(xiàn)，若土壤本自養(yǎng)分充足，初始有機(jī)質(zhì)含量高，則玉米秸稈添加后土壤有機(jī)質(zhì)變化幅度大，微生物群落豐度大、種類多；同時(shí)在降解有機(jī)物料的過程中，逐漸形成加速降解的優(yōu)勢(shì)微生物類群，其含量會(huì)隨土壤有機(jī)質(zhì)含量的積累而顯著增加。研究檢測(cè)到的16∶0、18∶1w9c、16∶0 10－methyl、19∶0cyclo w8c、17∶0cyclo、17∶0anteiso、15∶0anteiso、15∶0iso、16∶0iso、16∶1w5c為有機(jī)物料降解過程中的優(yōu)勢(shì)類群，其中主要為G－。

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（責(zé)任編輯：姜 萍）

Effects of Cornstalk on Organic Matter Content and Microbial Community Structure in Soil

DING Hongli1，MA Xiaoyue1，LI Jiuran1，ZHANG Lei1＊
（College of Resources and Environment，Southwest University，Beibei，Chongqing400715，China）

The correlation between soil microbial structure and organic matter variation after adding cornstalk was analyzed by PLFA methoDTo provide the theoretical basis for biological function of straw turnover to improve soil.Results：Three groups of substantial positive increase（I1），small scale positive increase（I2）and negative change（I3）are divided into according to variation of soil organic matter content after adding cornstalk.The PLFA kind and absolute content of I2both lower than I1and I3but the ratio values of straight chain monounsaturated fatty acid／cyclopropane fatty acid，straight chain saturated fatty acid／straight chain monounsaturated fatty acid and branched isomerism saturated fatty acid（iso）／brancheDTrans－isomerism saturated fatty acid（anteiso）are higher than I1and I3.The PLFA kind and absolute content of I1is the highest among three groups，which can stimulate multiplication of dominant species represented by16：0，18：1w6c，18：1w9c，16：0 10－methyl and 19：0cyclo w8cduring cornstalk treatment process.The ratio values of bacteria／fungi and G＋／G－iSLower than I1and I2.The absolute PLFA content of representation dominant species in I3soil iSLower than I1but its branched saturated fatty acid absolute content is the highest among three groups.The principal component analysis indicates there is no obvious difference in soil microbial species between I1and I3.The variation range of soil organic matter content is significant anDThe soil microbial species and abundance increase after adding cornstalk into the soil with higher organic matter content.

cornstalk；soil organic matter；content change；soil microbial community structure；phospholipid fatty acid（PLFA）

S154.36

A

1001－3601（2016）10－0429－0077－07

2015－12－20；2016－09－30修回

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃項(xiàng)目“城鄉(xiāng)統(tǒng)籌區(qū)村鎮(zhèn)建設(shè)與污染源控制關(guān)鍵技術(shù)與示范”（2013BAJ11B03）

丁紅利（1989－），女，在讀碩士，研究方向：土壤微生物。E－mail：dinghongli0102＠163.com

＊通訊作者：張 磊。E－mail：zhanglei03＠aliyun.com