長期施氮和NPK肥對土壤細(xì)菌多樣性和群落組成的影響
摘要：人為的長期高氮素（N）輸入可能導(dǎo)致土壤酸化和作物減產(chǎn)，但地下土壤微生物群落對長期單施氮肥或與磷（P）和鉀（K）肥配施的響應(yīng)尚不清楚。本研究通過匯總?cè)驍?shù)據(jù)集進(jìn)行Meta分析，探討了長期施氮和NPK肥對土壤細(xì)菌多樣性和群落組成的影響。
圖1長期施用無機肥對（a）土壤pH值、（b）總有機碳、（C）有效氮含量和（d）微生物生物量碳的影響
圖2長期施用無機肥對土壤細(xì)菌多樣性（香農(nóng)指數(shù)）的影響
圖3施氮和施NPK對細(xì)菌多樣性的效應(yīng)值大小與土壤pH或總有機碳間的相關(guān)分析
圖4分別使用（a）水分管理，（b）土壤質(zhì)地，（c）作物類型和（d）施氮量（kg N/ha）分組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時長期施氮對土壤細(xì)菌多樣性的影響
圖5長期施用無機肥對特定細(xì)菌類群相對豐度的影響
圖6微生物生物量碳作為預(yù)測長期施肥下土壤細(xì)菌多樣性變化的生物指標(biāo)
結(jié)果表明，施氮降低了土壤pH值，增加了土壤有機碳（C）和有效氮含量。單施氮肥降低了細(xì)菌多樣性，而施NPK肥增加了細(xì)菌多樣性。施氮對細(xì)菌多樣性的影響因土壤質(zhì)地和水分管理而異，而與作物類型或施氮量無關(guān)。單施氮肥時細(xì)菌多樣性的變化與土壤pH值和有機碳含量呈正相關(guān)關(guān)系，而施NPK肥時僅與土壤有機碳含量呈正相關(guān)關(guān)系。長期施氮條件下，微生物生物量碳隨細(xì)菌多樣性的降低而降低。
施氮增加了變形菌門（Proteobacteria）和放線菌門（Actinobacteria）的相對豐度，但降低了酸桿菌門（Acidobacteria）的豐度，這符合細(xì)菌的普遍生存策略理論。施氮量與放線菌相對豐度呈顯著正相關(guān)，這說明氮素有效性的提高有利于放線菌的生長。
本研究首次對長期施用氮肥和氮磷鉀肥對細(xì)菌多樣性和群落組成的影響進(jìn)行了全球Meta分析，為全球農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中維持地下微生物多樣性的養(yǎng)分管理策略提供了參考。
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