三种紫色土塘泥微生物群落结构研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huxiaoshenshan2010
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“养鱼先养水,养水先养泥”。池塘水质调控和管理的关键在于塘泥,而不同土壤形成的塘泥环境对塘泥微生物群落影响较大。本文以四川盆地三种典型紫色土(S1,夹关组;S2,沙溪庙组;S3,蓬莱镇组)为供试土壤,在为期5个月的“单一淹水(对照组)”和“淹水投饲养殖(养殖组)”两种条件下,模拟研究以上不同紫色土的塘泥理化性质、营养成分及微生物群落的变化规律,以期为三种紫色土“宜渔性”评价提供依据和新路径。3种土壤在对照组编号分别为S1-0、S2-0和S3-0,养殖组编号分别为S1-1、S2-1和S3-1。试验主要研究结果如下:1. 供试土壤的背景特征S1、S2和S3的pH分别为4.77、7.46和7.92,分别属于酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土。S1有机质含量较低低,与S2和S3差异显著(P<0.05);TN(总氮)、TP(总磷)含量顺序均为:S3>S2>S1,S2和S3的TN、TP含量均显著高于S1(P<0.05)。常量养分(N+P+K+Ca+Mg+S)含量S3>S2>S1,微量养分(Fe+Zn+Mn+Cu+B)含量S2>S1>S3。2.三种土壤塘泥的理化性质与养分变化(1)试验期间塘泥温度在23-31℃范围内变化,变化趋势大致同气温走势。(2)所有处理塘泥pH除了S1-1上升以外,其它塘泥pH均为少许下降,但所有塘泥pH在变化之后均保持相对稳定;养殖组三种塘泥pH均趋于中性,且均高于其对照组。单一淹水过程中,S1-0塘泥保持氧化态不变,S2-0和S3-0塘泥逐渐由氧化态转变为还原态;淹水投饲养殖条件下,S1-1,S2-1和S3-1塘泥均会很快从氧化态转变为还原态。(3)所有处理的塘泥有机质、TN、TP含量总体呈现上升趋势,对照组上升趋势均弱于养殖组。养殖组中,S1-1塘泥有机质、TN、TP含量均最低;有机质含量为S2-1>S3-1,TP含量S3-1>S2-1;TN含量为试验前期S2-1较高,后期S3-1较高。(4)养殖组中,S3-1塘泥有机质、TN、TP累计沉积量均相对较低;S1-1塘泥TN、TP沉积量较S2-1绝大多数时期高,而S2-1塘泥有机质沉积量显著高于S1-1。3.三种土壤塘泥中的微生物群落结构与数量特征(1)各处理塘泥微生物密度均逐渐下降;除S1-0塘泥外,其它处理组微生物群落多样性则大多呈上升状态。投饲养殖条件下,塘泥微生物密度S3-1>S2-1>S1-1,物种多样性指数S2-1>S3-1>S1-1,物种均匀度指数差异不大,均接近1。总体而言,酸性紫色土S1-1塘泥微生物群落多样性较差。(2)高通量测序分析表明,三种紫色土的6个处理的塘泥(18个样本)共检测出微生物属于53个门类,优势门类均为变形菌门,占比较高的还有厚壁菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、Elusimicrobia、绿弯菌门、疣微菌门、梭菌门、硝化螺旋菌门、放线菌门、螺旋体、Latscitacteria、纤维杆菌门等10余个门类;检测出的微生物种数达6043种(OUT种数),其中可分类到属的共有764种,可分类到种的共有175种,大多数为尚未定义或研究的类群。分类到属的统计发现,占各处理比例前10位的微生物类群共有38个属,其覆盖OUT数超过45.8%。(3)RAD分析表明,三种紫色土塘泥微生物群落的多样性指数(Observed-Species和Shannon Index)和均匀度指数(Simpson Index和Pielou Index)与塘泥pH、有机质、TN、TP含量呈显著正相关,与O.R.P呈负相关;大多数微生物数量占比与塘泥pH、有机质、TN、TP含量呈正相关,与O.R.P呈负相关性,仅少数几种微生物占比与pH、有机质、TN、TP含量呈显著负相关,与O.R.P呈正相关。(4)在三种紫色土塘泥(共6个处理)中发现了芽孢杆菌、硝化菌和放线菌等益生菌,总体上益生菌占比S2-1>S3-1>S1-1;同时也发现了黄杆菌、肠杆菌、气单胞菌、假单胞菌等有害菌,有害菌占比为S2-1>S1-1>S3-1
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