基于宏基因组学揭示生物降解地膜对棉田土壤微生物群落的影响

来源：环境科学杂志2026年第1期北京时间：

作者：刘淑娥,董兆飞,张爱华,闵伟

单位：石河子大学农学院, 新疆生产建设兵团绿洲生态农业省部共建国家重点实验室培育基地, 石河子 832003,石河子大学农学院, 新疆生产建设兵团绿洲生态农业省部共建国家重点实验室培育基地, 石河子 832003,石河子农业科学研究院, 石河子 832003,石河子大学农学院, 新疆生产建设兵团绿洲生态农业省部共建国家重点实验室培育基地, 石河子 832003

摘要：生物降解地膜作为传统地膜的替代品，已引起人们广泛关注，然而关于生物降解地膜长期覆盖对土壤微生物群落结构的影响尚未明晰. 因此，设置传统地膜（CMPs）和生物降解地膜（BMPs）这两个处理，通过传统地膜覆盖26 a和生物降解地膜覆盖11 a的大田试验，采用宏基因组学技术，探究生物降解地膜对干旱区棉田土壤微生物群落结构的影响. 结果表明，与CMPs处理相比，BMPs处理显著降低土壤含水量（SWC）、容重（BD）和速效磷（AP），分别降低25.00%、12.50%和12.09%，但显著增加土壤孔隙度（SP），增幅为10.07%. BMPs处理（124个）较CMPs处理（182个）显著降低独有物种数目. 门水平下，BMPs处理显著增加变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度，显著降低放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度；属水平下，BMPs处理显著增加类诺卡氏菌属（Nocardioides）、红色杆菌属（Solirubrobacter）和硝化螺菌属（Nitrospira）的相对丰度，显著降低鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）的相对丰度. 同时，BMPs处理微生物群落之间的正相关比例和平均度较CMPs处理显著增加16.32%和8.71%，降低了微生物群落模块化程度，降低1.89%，促进了微生物群落的共生关系和稳定性. BMPs处理显著增加xylA、narG/nxrA和nasA等基因的相对丰度，显著降低accA、 frdA、nirB、nrtA、gcd和phoR等基因的相对丰度，促进了碳降解、反硝化和同化硝酸盐还原过程，抑制了异化硝酸还原和无机磷增溶过程. 生物降解地膜较传统地膜提高了土壤微生物群落复杂性和稳定性，并且土壤SWC和AP是影响微生物群落组成的关键环境因子.

关键词：宏基因组,生物降解地膜（BMPs）,微生物,共线网络,功能基因,