【摘 要】
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内蒙古农牧交错带作为农耕区与草原牧区的过渡带,具有重要的生态和经济地位,特殊的气候条件和土壤环境造就其土壤独特的微生物群落。前人的研究多数基于内蒙古单一的草地或是农田生态系统,对于两种生态系统长期演化后土壤微生物群落分布的研究尚不多见。因此,本研究采集沿河套平原区至大兴安岭北麓的典型样带土壤,利用高通量测序技术,对内蒙古不同生态区下农田与草地土壤微生物群落结构、多样性分布以及影响因素进行分析。进一
【基金项目】
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内蒙古科技重大专项(2020ZD0005-0401,2019ZD003); 公益性行业(农业)科研专项项目(201503120);
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内蒙古农牧交错带作为农耕区与草原牧区的过渡带,具有重要的生态和经济地位,特殊的气候条件和土壤环境造就其土壤独特的微生物群落。前人的研究多数基于内蒙古单一的草地或是农田生态系统,对于两种生态系统长期演化后土壤微生物群落分布的研究尚不多见。因此,本研究采集沿河套平原区至大兴安岭北麓的典型样带土壤,利用高通量测序技术,对内蒙古不同生态区下农田与草地土壤微生物群落结构、多样性分布以及影响因素进行分析。进一步明确内蒙古农牧交错带土壤细菌和真菌群落结构及多样性分布,从土壤微生物的角度出发,为内蒙古农牧交错带土壤质量的提升以及生态环境保护提供参考依据。主要研究结果表明:(1)多数地区草地土壤细菌与真菌OTU数目大于农田土壤,小麦、油菜、绿豆等作物田细菌物种数目较低。水田较旱田真菌物种数更多,河套平原区小麦田真菌物种数高于草地及其他农田。(2)在门级分析水平下,放线菌门(Actinobacteria)(在12.61-53.86间),变形菌门(Proteobacteria)(在20.94-40.58间),酸杆菌门(Acidobacteria)(在4.76-17.73间),绿弯菌门(Chloroflexi)为主要优势细菌门。优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、担子菌门(Basidiomycota);担子菌门相对丰度最高为48.12%(河套平原区草地);被孢霉门相对丰度达24.85%(燕山丘陵区草地);油壶菌门仅在大兴安岭沿麓区和黄土高原区农田中存在;河套平原区未知菌门总丰度占34.59%。(3)α多样性显示,东中部地区农田土壤细菌丰富度较高,燕山丘陵区与河套平原区草地土壤细菌多样性最高;土默川平原区农田土壤真菌丰富度最高,大兴安岭沿麓、西辽河平原以及土默川平原区草地丰富度及多样性较高。整体上,西部区农田土壤微生物较为匮乏。土壤β多样性显示,土壤细菌群落以区域化聚集,而土壤真菌群落分布相对分散,组间变异率大无明显分异。(4)内蒙古降水集中于大兴安岭沿麓区以及土默川平原区,西辽河平原区、黄土高原区以及河套平原区年均气温较高。内蒙古农田土壤自东向西逐渐盐碱化,草地土壤偏酸性,各区域土壤以草地或优势作物农田养分含量较高。各区域土壤生物学性状与土壤养分变化规律相似,草地土壤微生物量碳、氮含量高于农田土壤,大兴安岭沿麓区土壤各酶活性高于其他区域。(5)土壤细菌多样性随降水量呈线性增加;土壤真菌多样性分布易受温度影响,随气温升高而降低。土壤养分与酶活性相关密切,pH、有机质、全氮、硝态氮等土壤理化因子与多数土壤生物学性状极显著正相关。pH、铵态氮、有机质是影响农田与草地土壤细菌群落的主要环境因子;变形菌门与全钾呈显著负相关,酸杆菌门受速效钾的显著影响,放线菌门受硝态氮的显著影响。影响农田与草地土壤真菌群落的主要环境因子为pH、硝态氮、铵态氮;子囊菌门与草地土壤硝态氮呈显著负相关,担子菌门与土壤全磷呈显著正相关,而被孢霉门与草地pH呈负相关。
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