全 文 ：选择性抑菌剂对添加稻草红壤旱土团聚体
磷素微生物转化的影响*
丁龙君1,2 摇 肖和艾1**摇 吴金水1 摇 葛体达1
( 1 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125; 2 中国科学院研究生院, 北京 100049)
摘摇 要摇 为了进一步探明红壤旱土磷素微生物固持的机理,采用室内模拟培养试验研究了微
生物类群对红壤旱土团聚体(0郾 2 ~ 2 mm)磷素转化的作用.结果表明:在培养 90 d期间,添加
稻草处理能显著提高红壤旱土团聚体的微生物生物量碳、生物量磷、提取磷(Olsen法)和有机
磷的含量.在培养前期(5 ~ 30 d),与添加稻草处理比较,稻草+真菌抑制剂(放线菌酮)、稻草
+细菌抑制剂(四环素+链霉素硫酸盐)处理团聚体微生物生物量碳含量分别降低 10郾 5% ~
31郾 8%和 6郾 8% ~11郾 6% ,前者的降低幅度显著大于后者(P<0郾 01),此后加入抑菌剂处理团
聚体微生物生物量碳基本保持稳定.添加细菌抑制剂处理团聚体微生物生物量磷含量在培养
5 ~ 20 d期间比加真菌抑制剂处理高 10郾 0% ~ 28郾 8% ,差异显著(P<0郾 01) .表明真菌和细菌
均参与红壤旱土团聚体磷素的固持,但真菌的作用明显大于细菌.
关键词摇 红壤旱地摇 团聚体摇 选择性抑菌剂摇 稻草摇 微生物生物量摇 磷
文章编号摇 1001-9332(2010)07-1759-07摇 中图分类号摇 S154郾 36摇 文献标识码摇 A
Effects of selective microbial inhibitors on the microbial transformation of phosphorous in
aggregates of highly weathered red soil with rice straw amendment. DING Long鄄jun1,2, XIAO
He鄄ai1, WU Jin鄄shui1, GE Ti鄄da1 ( 1Key Laboratory of Agro鄄ecological Processes in Subtropical Re鄄
gion, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changcha 410125, China;
2Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China) . 鄄Chin. J. Appl.
Ecol. ,2010,21(7): 1759-1765.
Abstract: In order to further understand the mechanisms of microbial immobilization of phosphorous
(P) in highly weathered red soil with organic amendment, an incubation test was conducted to in鄄
vestigate the roles of microbial functional groups in the transformation of P in 0郾 2-2 mm soil aggre鄄
gates. Throughout the 90鄄day incubation period, amendment with rice straw induced a substantial
increase in the amounts of microbial biomass C and P, Olsen鄄P, and organic P in the aggregates.
Comparing with rice straw amendment alone, the amendment with rice straw plus fungal inhibitor
actidione decreased the amount of microbial biomass C in the aggregates by 10郾 5% -31郾 8% in the
first 30 days. Such a decrement was significantly larger than that (6郾 8% -11郾 6% ) in the treatment
amended with rice straw plus bacterial inhibitors tetracycline and streptomycin sulphate (P<0郾 01).
After the first 30 days, the microbial biomass C remained constant. In the first 20 days, the amount
of microbial biomass P in the aggregates was 10郾 0% -28郾 8% higher in the treatment amended with
bacterial inhibitors than in the treatment amended with fungal inhibitor (P<0郾 01). All the results
suggested that that both the fungal and the bacterial groups were involved in the microbial immobi鄄
lization of P in the soil aggregates, and the fungal group played a relatively larger role.
Key words: highly weathered red soil; aggregate; selective microbial inhibitor; rice straw; micro鄄
bial biomass; phosphorus.
*中国科学院知识创新工程项目 ( KZCX2鄄YW鄄437 )、国家自然科学基金面上项目 ( 40571086,40771116 )和国家科技支撑计划项目
(2008BADA7B09)资助.
**通讯作者. E鄄mail: haxiao@ isa. ac. cn
2009鄄09鄄30 收稿,2010鄄04鄄15 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 7 月摇 第 21 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2010,21(7): 1759-1765
摇 摇 我国土壤磷素含量较低,在农业生产中施用磷
肥是作物增产的主要措施之一[1] . 但施入土壤的磷
肥约有 70% 转化为难溶性磷不能被作物吸收利
用[2] .红壤以高岭石及铁、锰、铝的氧化物等可变电
荷矿物为主,对磷的固定作用尤其强烈,导致磷肥的
作物利用率更低[3] .微生物转化是土壤中磷素转化
的主要途径,以往研究大多是向土壤或某些矿物中
接种解磷微生物来探讨其对磷素的转化作用[4-5],
不能反映土壤中不同微生物类群(真菌和细菌)在
土壤磷素转化中的作用.此外,对土壤磷素的微生物
转化研究多以土壤为对象[6-8],而对团聚体中磷素
的微生物转化研究很少. 土壤团聚体是集各种类型
和结构的矿物、有机质和微生物于一体,多种类型和
结构的固、液、气三相构成的多介质、多相表面的物
理化学过程与生物过程并存的微小单元,其磷素转
化过程显然不同于通常的物理化学过程. 已有研究
表明,旱地红壤以 0郾 2 ~ 2 mm 团聚体为主,占
48郾 5% [9],因此探讨该粒级团聚体中磷素的微生物
转化作用对于深入了解旱地红壤的磷素转化具有重
要作用.
本研究以旱地红壤 0郾 2 ~ 2 mm 团聚体为对象,
在室内模拟培养条件下,通过添加稻草及细菌或真
菌抑制剂,研究了团聚体微生物生物量碳和磷及提
取磷(Olsen鄄P)的动态变化,旨在探讨真菌和细菌在
添加稻草红壤旱地土壤团聚体磷素转化中的作用,
探明红壤旱地土壤磷素微生物转化及其对磷素有效
性的作用机理.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
选择位于湖南桃源盘塘的第四纪红土母质发育
的旱地土壤为材料,其原为旱耕地,近 7 年未耕种.
采集 0 ~ 20 cm表层土样,尽量避免挤压样品以保持
土壤原状结构,在室内将土样沿土壤自然结构用手
轻轻掰成约 1 cm的小块,除去可见的动植物残体和
小石块,自然风干. 采用湿筛法[10]分离 0郾 2 ~ 2 mm
团聚体,收集 0郾 2 ~ 2 mm团聚体风干至含水量为饱
和持水量的 40% (WHC),在 25 益和 100%湿度下
预培养 10 d,用于培养试验. 另取部分团聚体(0郾 2
~ 2 mm,下同)风干用于土壤基本理化性质测定.团
聚体有机碳含量 8郾 28 g·kg-1、全氮 1郾 12 g·kg-1、
全磷 0郾 29 g·kg-1、Olsen鄄P 3郾 4 mg·kg-1、pH 5郾 3.
于晚稻分蘖期采集稻草,烘干、粉碎、过筛(孔
径 60 目),备用.稻草有机碳含量 401 g·kg-1、全氮
17郾 5 g·kg-1、全磷 3郾 08 g·kg-1 .
真菌抑制剂放线菌酮(94% ),Sigma 公司产;细
菌抑制剂四环素(900 滋g·mg-1 )和链霉素硫酸盐
(650 U·mg-1),均由 Amresco公司产.
1郾 2摇 试验设计
试验共设 5 个处理:1)对照(CK,不添加稻草和
抑菌剂);2)添加稻草(T1);3)稻草+四环素+链霉
素硫酸盐(T2);4)稻草+放线菌酮(T3);5)稻草+四
环素+链霉素硫酸盐+放线菌酮(T4),每处理 4 次重
复.取经预培养相当于 500 g 烘干土质量的上述团
聚体样品 20 份,添加稻草和选择性抑菌剂,稻草添
加量为 5000 mg C·kg-1,四环素 10 mg·kg-1、链霉
素硫酸盐 200 mg·kg-1、放线菌酮 200 mg·kg-1,选
择性抑菌剂配成溶液加入[11] . 各处理用 1%硫酸铵
溶液补充氮源至 50 mg N·kg-1,用蒸馏水调节团聚
体的含水量至 45% (WHC),分别装入 1 L 塑料杯,
置于 50 L塑料桶(底部加少量水保持 100%湿度,
并放置 50 ml 1 mol·L-1 NaOH 溶液吸收 CO2)中,
密闭塑料桶于 25 益下培养,培养期间每 3 d 通风换
气以保证微生物生长有充足的氧气. 分别于培养的
第 0、5、10、20、30、50 和 90 天取各处理样品,测定团
聚体微生物生物量碳(BC)和磷(BP)及 Olsen鄄P 含
量,培养结束时(第 90 天),分析各处理团聚体的无
机磷组分(Al、Fe、Ca结合态磷、闭蓄态磷)和有机磷
组分(活性、中活性、中稳定性和高稳定性有机磷).
1郾 3摇 分析方法
团聚体微生物生物量碳采用 Wu 等[12]的方法
测定.取 2 份 20郾 0 g(烘干基质量)团聚体样品置于
真空干燥器中用去乙醇氯仿蒸汽熏蒸 24 h,反复抽
真空除去残留氯仿;另取 2 份样品不进行熏蒸.熏蒸
和不熏蒸样品各加入 80 ml 0郾 5 mol·L-1 K2SO4 溶
液,振荡提取 30 min. 提取液中有机碳含量用 TOC
仪(Phoenix 8000)测定. 熏蒸与不熏蒸团聚体提取
的有机碳差值除以转换系数 KEC(0郾 45)即得团聚体
BC .
团聚体微生物生物量磷采用 Brookes等[13]的方
法测定.取 4 份 4郾 0 g(烘干基质量)团聚体样品,其
中 2 份按上述方法熏蒸,另 2 份样品不熏蒸. 加入
80 ml 0郾 5 mol·L-1 NaHCO3(pH 8郾 5)提取剂,振荡
提取 30 min. 提取液无机磷采用 Murphy 等[14]的方
法显色、紫外分光光度计(UV8500鄄域型)比色测定.
另取 2 份 4郾 0 g(烘干基质量)团聚体,加入 0郾 4 ml
250 滋g P·ml-1 KH2PO4 溶液,加入 P 量为 25 滋g·
g-1,按上述相同方法提取和测定提取液无机磷,用
0671 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
外加无机磷团聚体提取磷减去不熏蒸团聚体提取磷
计算回收率.采用熏蒸与未熏蒸团聚体提取的无机
磷的差值校正回收率后,除以转换系数 KP(0郾 4)计
算团聚体 BP .团聚体提取磷(Olsen 法)采用上述不
熏蒸样品的测定值.
团聚体固定态无机磷分级采用 Chang鄄Jackson
法[15] .先用 1郾 0 mol·L-1 NH4Cl 除去水溶性磷,再
分别用 0郾 5 mol·L-1 NH4F、0郾 1 mol·L-1 NaOH、0郾 3
mol·L-1柠檬酸钠鄄连二亚硫酸钠及 0郾 5 mol·L-1
H2SO4 依次提取铝结合态磷 (Al鄄P)、铁结合态磷
(Fe鄄P)、闭蓄态磷(O鄄P)和 Ca 结合态磷(Ca鄄P),提
取液磷含量采用上述比色方法测定.
团聚体有机磷分级采用 Bowman鄄Cole 法[16] .先
用 0郾 5 mol·L-1 NaHCO3、1 mol·L-1 H2SO4 和 0郾 5
mol·L-1 NaOH 依次提取活性有机磷(LOP)、中活
性有机磷(MLOP)和稳定性有机磷(SOP),再将 0郾 5
mol·L-1 NaOH提取液的 pH值调至 1郾 0 ~ 1郾 5,取上
清液测定中稳定性有机磷(MSOP). 各组分有机磷
含量均为提取液消化前后磷含量的差值. 稳定性与
中稳定性有机磷的差值即为高稳定性有机磷
(HSOP).
团聚体和稻草有机碳、全氮含量采用碳氮分析
仪(Vario鄄MAX C / N,Elementar)测定.团聚体和稻草
全磷含量分别采用 NaOH 融熔法和 H2O2 鄄H2SO4 消
化[17],消化液无机磷按上述方法测定. 团聚体 pH
值采用蒸馏水(土水比 1 颐 2郾 5,W / V)浸提 15 min,
Mettler鄄toledo 320 pH计测定.
1郾 4摇 数据处理
数据为 4 次重复的平均值,以烘干质量土壤团
聚体计,采用 Excel 2003 和 SPSS 16郾 0 软件进行处
理与统计分析,各处理平均值的差异显著性检验采
用 LSD法.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 各处理团聚体微生物生物量碳、磷的动态
2郾 1郾 1 微生物生物量碳的动态摇 在 90 d 培养期内,
CK处理团聚体 BC(96 ~ 147 mg·kg-1 )基本稳定
(图 1). T1 处理团聚体 BC 在培养的第 5 天达到最
大值,比 CK提高 396% ,此后总体呈逐渐下降趋势,
至培养结束时比第 5 天降低 30郾 1% . T2、T3 和 T4 处
理团聚体 BC 在第 5 天的测定值分别为 T1 处理的
88郾 5% 、68郾 2%和 63郾 4% .在 5 ~ 30 d 期间,T2 处理
团聚体 BC 降低了 20郾 5% ,此后一直保持稳定;T3 和
T4处理团聚体BC在第20天达到最大值,之后分别
图 1摇 各处理团聚体微生物生物量碳和磷含量的动态
Fig. 1摇 Dynamics of microbial biomass C and P in soil aggre鄄
gates (0郾 2-2 mm) under different treatments (mean依SD).
CK: 对照(无添加物) Control ( without amendment); T1: 稻草 Rice
straw; T2:稻草+四环素+链霉素硫酸盐 Rice straw+tetracycline+strep鄄
tomycin sulphate; T3: 稻草+放线菌酮 Rice straw+actidione; T4: 稻草
+四环素+链霉素硫酸盐+放线菌酮 Rice straw+tetracycline+streptomy鄄
cin sulphate+actidione. 下同 The same below.
下降 9郾 1% (P<0郾 05)和 14郾 6% (P<0郾 01),第 30 天
后保持稳定.在 90 d 培养过程中,随着培养时间的
延长,加抑菌剂各处理(T2、T3 和 T4)团聚体 BC 与
T1 处理的差异逐渐减少,30 d 后差异不显著. 培养
结束时,加稻草各处理(T1、T2、T3 和 T4)团聚体 BC
比 CK处理提高了 257% ~278% .
2郾 1郾 2 微生物生物量磷的动态摇 培养 90 d内,CK处
理团聚体 BP 除第 50 天测定值偏高(5郾 7 mg·kg-1)
外,基本保持稳定(3郾 3 ~ 4郾 2 mg·kg-1,图 1). T1 处
理团聚体 BP 在培养的前 50 d 总体呈逐渐上升趋
势,第 50 天时达到最高(24郾 2 mg·kg-1),此后逐渐
下降,至培养结束时(90 d)下降了 34郾 6% . T2、T3 和
T4 处理团聚体 BP 在培养前 50 天的变化趋势与 T1
处理基本相似,但其在第 50 天的 BP 测定值仅为 T1
处理的 55郾 1% ~73郾 6% .加抑菌剂各处理(T2、T3 和
T4)团聚体 BP 与 T1 处理的差异在第 50 天达到最
大,此后差异逐渐减少,在培养结束时,T2、T3 和 T4
处理团聚体 BP 仍显著低于 T1 处理,比 T1 低 17郾 0%
~22郾 6% .
2郾 1郾 3 微生物生物量碳磷比的动态摇 土壤微生物生
物量碳磷比(BC / BP)能反映土壤微生物对土壤磷有
效性的调节作用[18] . 培养90 d期间,CK处理BC /
16717 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 丁龙君等: 选择性抑菌剂对添加稻草红壤旱土团聚体磷素微生物转化的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 1摇 各处理团聚体微生物生物量碳磷比(BC / BP)的动态
Tab. 1摇 Dynamics of C to P ratio of microbial biomass in soil aggregates (0郾 2-2 mm) during the 90鄄day incubation period
under different treatments (mean依SD)
处理
Treatment
培养时间 Incubation time (d)
5 10 20 30 50 90
CK 32郾 0依1郾 2c 34郾 2依1郾 8c 34郾 9依1郾 8c 32郾 5依1郾 2b 17郾 0依0郾 7d 29郾 1依1郾 7c
T1 54郾 0依3郾 7a 48郾 9依1郾 2b 41郾 1依1郾 8b 28郾 1依1郾 1c 18郾 3依0郾 7d 26郾 2依1郾 0d
T2 49郾 7依3郾 2b 37郾 1依2郾 7c 32郾 6依1郾 3d 24郾 4依1郾 5d 27郾 9依1郾 4b 33郾 5依0郾 8a
T3 47郾 3依2郾 3b 36郾 0依0郾 9c 33郾 3依0郾 5cd 25郾 7依1郾 9d 24郾 4依1郾 2c 31郾 4依1郾 3ab
T4 53郾 7依0郾 8a 59郾 7依3郾 6a 49郾 1依1郾 5a 35郾 1依1郾 8a 30郾 1依1郾 5a 31郾 2依1郾 8b
同列不同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05) Different letters in the same column indicated significant difference among treatments at 0郾 05 level. 下
同 The same below.
BP 除第 50 天由于团聚体 BP 测定值偏高致使其偏
低外,基本保持稳定(图 1,表 1). T1、T2、T3 和 T4 处
理 BC / BP 在培养第 5 天都明显高于 CK 处理(表
1),说明添加稻草后的培养初期,土壤微生物对有
机碳的同化作用比对磷的同化作用强烈;此后,T1、
T2、T3 和 T4 处理 BC / BP 基本呈逐渐下降趋势.至培
养结束时(第 90 天),T1 处理 BC / BP 显著低于 CK
处理,可见添加稻草有利于提高土壤团聚体磷素的
有效性;而 T2、T3 和 T4 处理团聚体 BC / BP 均显著高
于 T1 处理.
2郾 2摇 各处理团聚体提取磷(Olsen鄄P)的动态
90 d培养期间,CK处理团聚体 Olsen鄄P 基本稳
定(1郾 9 ~ 2郾 8 mg·kg-1,图 2). T1、T2、T3 和 T4 处理
团聚体 Olsen鄄P 在培养前 50 d 大幅上升,且 T2、T3
和 T4 处理团聚体 Olsen鄄P在第 50 天的测定值比 T1
处理高 9郾 4% ~ 24郾 6% ,差异均达极显著水平(P<
0郾 01);培养 50 ~ 90 d 期间,T1、T2、T3 和 T4 处理团
聚体 Olsen鄄P 含量降低了 25郾 1% ~ 31郾 1% ( P <
0郾 01),在培养结束时(第 90 天),T1、T2、T3 和 T4 处
理团聚体 Olsen鄄P 含量比 CK 处理增加了 132% ~
174% .
图 2摇 各处理团聚体提取磷(Olsen鄄P)含量的动态
Fig. 2 摇 Dynamics of Olsen鄄P in soil aggregates (0郾 2 -2 mm)
under different treatments
2郾 3摇 添加稻草对团聚体固定态无机磷组分的影响
培养结束时(第 90 天),CK 处理土壤 0郾 2 ~
2 mm团聚体固定态无机磷以 Fe鄄P 和 O鄄P 为主,分
别占固定态无机磷总量的 42郾 8% 和 39郾 0% ,Ca鄄P
和 Al鄄P的比例较小,分别占固定态无机磷总量的
9郾 8%和 8郾 5% (表 2).
培养 90 d 后,与 CK 处理相比,T1、T2、T3 和 T4
处理团聚体 Al鄄P 和 Fe鄄P 含量分别增加 5郾 8 ~ 6郾 8
和 7郾 9 ~ 9郾 4 mg·kg-1,差异达极显著水平 ( P <
0郾 01);O鄄P含量略有增加但差异不显著,Ca鄄P 含量
基本相同;固定态无机磷总量增加 14郾 4 ~ 17郾 8 mg
·kg-1,差异达极显著水平(P<0郾 01,表 2). 而 T1、
T2、T3 和 T4 处理团聚体的固定态无机磷各组分和
总量基本相同.
2郾 4摇 添加稻草对团聚体有机磷组分的影响
培养结束时(第 90 天),CK 处理土壤 0郾 2 ~
2 mm团聚体有机磷组分中 MLOP 和 MSOP 含量较
高,分别占有机磷总量的 34郾 1%和 30郾 6% ,LOP 和
HSOP含量较低,分别占 15郾 9%和 19郾 4% (表 3).
培养 90 d 后,与 CK 处理相比,T1、T2、T3 和 T4
处理团聚体 LOP、MLOP 和 MSOP 含量分别增加
12郾 4% ~ 40郾 7% 、 9郾 3% ~ 11郾 8% 和 26郾 2% ~
35郾 9% ,差异均达极显著水平(P<0郾 01),HSOP 含
量基本相同;有机磷总量增加 14郾 6% ~ 22郾 2% ,差
异达极显著水平(P<0郾 01,表 3). 与 T1 处理相比,
T2、T3 和 T4 处理团聚体 LOP含量分别增加 20郾 6% 、
16郾 5%和 25郾 5% ,差异均达极显著水平(P<0郾 01),
MLOP、MSOP和 HSOP含量基本相同.
2郾 5摇 添加稻草团聚体磷素的转化
培养结束时(第 90 天),添加稻草各处理(T1、
T2、T3 和 T4)团聚体 BP、Olsen鄄P、固定态无机磷各组
分(Al鄄P、Fe鄄P、Ca鄄P、O鄄P)及其总量和有机磷各组分
(LOP、MLOP、MSOP、HSOP)及其总量的变化(与 CK
处理的差值)如表4.加稻草各处理团聚体BP、提取
2671 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 2摇 第 90 天各处理团聚体固定态无机磷组分含量
Tab. 2摇 Amounts of sorbed inorganic P in Al鄄, Fe鄄, Ca鄄bound, and occluded fractions in soil aggregates (0郾 2-2 mm) after
a 90鄄day incubation under different treatments (mg·kg-1, mean依SD)
处理
Treatment
Al鄄P Fe鄄P O鄄P Ca鄄P 总量 Total
CK 11郾 6依0郾 3c 58郾 4依0郾 8c 53郾 2依1郾 4a 13郾 3依0郾 1a 136郾 4依1郾 3c
T1 18郾 4依0郾 2a 67郾 6依0郾 7a 54郾 8依1郾 2a 12郾 7依0郾 6b 153郾 6依1郾 9a
T2 18郾 1依0郾 4a 67郾 8依0郾 9a 54郾 7依1郾 0a 13郾 6依0郾 2a 154郾 2依1郾 2a
T3 18郾 3依0郾 2a 66郾 3依0郾 7b 54郾 6依1郾 2a 13郾 5依0郾 6a 152郾 7依0郾 7ab
T4 17郾 4依0郾 1b 66郾 3依0郾 9b 53郾 9依1郾 6a 13郾 2依0郾 6a 150郾 9依1郾 5b
表 3摇 第 90 天各处理团聚体有机磷组分含量
Tab. 3摇 Amounts of organic P in labile, moderately labile, moderately stable, and highly stable fractions in soil aggregates
(0郾 2-2 mm) after a 90鄄day incubation under different treatments (mg·kg-1, mean依SD)
处理
Treatment
LOP MLOP MSOP HSOP 总量 Total
CK 8郾 7依0郾 3d 18郾 7依0郾 6b 16郾 8依0郾 9c 10郾 6依0郾 8a 54郾 7依1郾 1d
T1 9郾 8依0郾 5c 20郾 4依0郾 5a 21郾 2依0郾 5b 11郾 4依0郾 5a 62郾 7依1郾 1c
T2 11郾 8依0郾 2ab 20郾 8依0郾 8a 21郾 4依0郾 7b 10郾 9依0郾 7a 65郾 0依0郾 8b
T3 11郾 4依0郾 2b 20郾 7依0郾 8a 21郾 9依0郾 7ab 10郾 7依0郾 5a 64郾 8依0郾 5b
T4 12郾 3依0郾 3a 20郾 9依0郾 8a 22郾 8依0郾 3a 11郾 0依0郾 6a 66郾 9依0郾 8a
LOP: 活性有机磷 Labile organic phosphorus; MLOP: 中活性有机磷 Moderately labile organic phosphorus; MSOP: 中稳定性有机磷 Moderately sta鄄
ble organic phosphorus; HSOP: 高稳定性有机磷 Highly stable organic phosphorus. 下同 The same below.
表 4摇 培养 90 d后添加稻草各处理团聚体微生物生物量磷、提取磷(Olsen法)、固定态无机磷和有机磷的变化
Tab. 4摇 Changes of microbial biomass P, Olsen鄄P, sorbed inorganic P and organic P in soil aggregates (0郾 2-2 mm) under
different treatments involving rice straw after a 90鄄day incubation (mg·kg-1)
处理
Treat鄄
ment
外源磷
P
added
微生物
生物量磷
BP
提取磷
Olsen鄄P
固定态无机磷
Sorbed inorganic P
Al鄄P Fe鄄P O鄄P Ca鄄P 总量 Total
有机磷
Organic P
LOP MLOP MSOP HSOP 总量 Total
T1 +38郾 9 +12郾 1** +2郾 6** +6郾 8** +9郾 2** +1郾 7 -0郾 6 +17郾 1** +1郾 1** +1郾 7** +4郾 4** +0郾 8 +8郾 0**
T2 +38郾 9 +8郾 5** +3郾 2** +6郾 6** +9郾 4** +1郾 5 +0郾 3 +17郾 8** +3郾 1** +2郾 2** +4郾 6** +0郾 3 +10郾 2**
T3 +38郾 9 +9郾 4** +3郾 0** +6郾 7** +7郾 9** +1郾 5 +0郾 2 +16郾 3** +2郾 7** +2郾 0** +5郾 2** +0郾 1 +10郾 0**
T4 +38郾 9 +8郾 8** +3郾 4** +5郾 8** +7郾 9** +0郾 8 -0郾 1 +14郾 4** +3郾 5** +2郾 2** +6郾 0** +0郾 4 +12郾 1**
表中数值为相应处理与 CK处理之差 Values in the table were the differences between the treatments and the control (CK). **P<0郾 01.
磷、固定态无机磷总量和有机磷总量与 CK 处理相
比均 显 著 增 加, 其 增 加 的 磷 之 和 为 38郾 7 ~
39郾 7 mg·kg-1,与添加稻草的含磷量 (38郾 9 mg·
kg-1)接近,这可能是由于将团聚体风干后测定固定
态无机磷和有机磷组分时,微生物生物量磷分解转
化为部分固定态无机磷和有机磷组分[19] .
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 选择性抑菌剂对团聚体微生物生物量碳的影
响
土壤微生物生物量大小通常用微生物生物量碳
(BC)表示.土壤微生物以异养型种群为主,其生长
和繁殖需要消耗一定的活性底物.本研究中,在培养
90 d 期间,加入稻草后的一定时期内,由于可供利
用的碳源和能源充足,团聚体中微生物处于快速生
长和繁殖阶段,加入稻草各处理 BC 比 CK处理显著
增加,这与以往在土壤中添加有机物料的研究结果
相同[6-7] .
选择性抑菌剂对土壤微生物具有选择性抑制作
用.本研究中,培养前 30 d,与单施稻草处理相比,稻
草+真菌抑制剂、稻草+细菌抑制剂使团聚体 BC 分
别降低 10郾 5% ~ 31郾 8%和 6郾 8% ~ 11郾 6% ,前者降
低幅度显著大于后者. 这说明选择性抑菌剂在一定
时间内能抑制团聚体中微生物生长繁殖,且真菌对
稻草的转化作用明显大于细菌,特别是在培养前期.
Mamilov等[20]发现植物残体在农田土壤中的分解初
期,土壤真菌起主要作用,其比细菌具有更强的降解
植物残体的能力. 培养 30 d 后,添加不同抑菌剂处
理间团聚体 BC 差异逐渐减小. 此外,添加稻草+真
菌+细菌抑制剂处理(T4)团聚体 BC 在培养 5 d时比
T1 处理低 36郾 6% ,说明团聚体中有近 60%的微生
物不能被真菌和细菌抑制剂抑制. 培养 5 ~ 20 d 期
36717 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 丁龙君等: 选择性抑菌剂对添加稻草红壤旱土团聚体磷素微生物转化的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
间,T1 处理团聚体由于活性有机底物(稻草)的消
耗,BC 呈下降趋势,而 T4 处理团聚体由于部分微生
物被抑制,消耗活性有机底物较慢,其 BC 保持上升
趋势,在第 20 天时达到最大值,但仍显著低于 T1 处
理.这表明选择性抑菌剂仅对部分土壤微生物具有
抑制作用,并未完全抑制土壤中的全部微生物,这与
林启美[21]的研究结果类似.
3郾 2摇 选择性抑菌剂对团聚体微生物生物量磷的影
响
土壤微生物在加入有机物料后的快速生长繁殖
过程中需要吸收更多的磷,并以 BP 的形式暂时固定
到细胞内[22] .培养结束时(第 90 天),添加稻草各处
理(T1、T2、T3 和 T4)团聚体 BP 与 CK处理相比大幅
增加,说明添加稻草能促进团聚体微生物对磷素的
固持,而 T4 处理团聚体 BP 的显著增加进一步说明
上述选择性抑菌剂仅对部分土壤微生物具有抑制作
用.但添加稻草各处理团聚体(0郾 2 ~ 2 mm)BP 在培
养 30 ~ 50 d 才达到最大值,而在土壤中添加稻草时
在培养第 7 天时 BP 就达到最大值[7] .
由于选择性抑菌剂的加入改变了土壤微生物区
系的结构,因此可能会影响磷素的转化特征.在整个
培养期内,T4 处理团聚体 BP 均显著低于 T1 处理,
这可能是因为选择性抑制剂的加入抑制了团聚体中
部分微生物的生长繁殖,从而影响了磷素的微生物
固持过程.此外,培养前 20 d,加细菌抑制剂处理团
聚体 BP 一直显著高于加真菌抑制剂处理,这表明真
菌在团聚体微生物对磷的固持过程中可能起主要作
用.
3郾 3摇 添加稻草对团聚体磷素微生物转化的影响
土壤提取磷(Olsen 法)是对土壤生物(包括微
生物和植物)最有效的磷素形态[6] .在本研究中,加
稻草各处理团聚体的提取磷水平显著高于 CK 处
理.但黄敏等[6]研究表明,水旱轮作红壤中添加稻
草(C 4 g·kg-1)培养 14 d 后土壤提取磷含量低于
对照处理(无有机物料).这可能是由于本研究采用
的稻草磷含量较高,稻草 C / P 较低(128 颐 1),而黄
敏等[6]采用的稻草 C / P较高(340 颐 1).已有研究表
明,当有机物料 C / P 较低( <200)时,其分解释放的
磷一般超过微生物的需求,从而表现为净释放并补
充土壤有效磷;反之,当 C / P较高时(>300),在其分
解过程中即表现为土壤有效磷的净固持作用[3] . 可
见,本研究添加稻草后团聚体提取磷的增加可能源
于稻草净矿化释放的磷. 此外,有研究表明,施用有
机物料不仅可促进土壤微生物的生长繁殖,还可提
高土壤磷酸酶活性[23],这也可能是添加稻草各处理
团聚体提取磷含量显著增加的原因之一.
土壤 Fe鄄P和 Al鄄P是较易被活化的固定态无机
磷,也是土壤有效磷重要的潜在供给源[24] . Wu
等[7]模拟培养试验表明,添加稻草和葡萄糖后可促
进微生物对红壤土壤 Fe鄄P 和 Al鄄P 的转化和活化.
本研究培养 90 d 后,加稻草各处理团聚体 Fe鄄P 和
Al鄄P含量及固定态无机磷总量均显著高于 CK 处
理.可能是由于本研究所采用的稻草含磷量较高,其
矿化释放的部分磷转化为团聚体固定态无机磷(主
要是 Fe鄄P和 Al鄄P),这也说明了土壤中各组分磷是
相互转化的.
谢林花等[25]和赵晶晶等[26]研究表明,施用有
机物料可以明显提高土壤有机磷含量,且主要提高
LOP、MLOP 和 MSOP 水平. 本研究培养 90 d 后,添
加稻草各处理团聚体 LOP、MLOP、MSOP 含量和有
机磷总量显著高于 CK 处理. 由于活性较高的土壤
有机磷组分的有效性相对较高,可能成为植物的有
效磷源之一[27],因此添加稻草有利于提高团聚体磷
素的作物有效性.
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作者简介摇 丁龙君,女,1986 年生,硕士研究生.主要从事土
壤生态环境研究. E鄄mail: dlj19860907@ 126. com
责任编辑摇 张凤丽
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