有机物料还田对稻田土壤细菌群落和水稻产量的影响

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：卞清,孙波,李大明,谢祖彬,王晓玥

单位：中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,江西省红壤及种质资源研究所, 南昌 330000,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008

摘要：为探明长期有机物料还田下稻田土壤微生物群落结构及功能对水稻产量的影响,依托于40 a红壤性水稻土有机肥定位试验,选择不施肥（CK）、施化肥（NPK）、施化肥+紫云英（NG）、施化肥+紫云英+猪粪（NGM）和施化肥+紫云英+稻草（NGS）这5个处理,开展相关研究. 结果表明,有机物料还田显著提高了土壤SOC、TN和TP等养分含量和水稻产量,其中NGM处理影响最大. 并且有机物料还田显著改变了微生物群落组成,主要表现为：变形菌门,特别是α-变形菌,以及放线菌门的相对丰度增加,而硝化螺旋菌门的相对丰度减少. PICRUSt2功能预测分析结果表明,有机物料还田增加了编码淀粉（amyA）、纤维素（bglX、bglB、endoglucanase）和半纤维素（xylA、xynA）等与易分解碳降解相关的功能基因的丰度,同时也增加了编码脲酶（ureA、ureB和ureC）、谷氨酸脱氢酶（gdhA）和谷氨酰胺酶（aspQ）等与有机氮矿化相关的功能基因的丰度. 基于随机森林模型分析,影响水稻产量的理化和生物因子包括：TP、SOC、pH、TN、DON、细菌群落组成以及有机碳降解功能基因和有机氮矿化功能基因的相对丰度. PLS-PM结果进一步表明,有机物料还田下,SOC和TP含量的增加通过改变细菌群落结构,特别是增加了α-变形菌和放线菌等富营养型细菌的相对丰度,增加了土壤有机碳、氮分解相关功能基因的相对丰度,促进养分循环,从而提高水稻产量.

关键词：红壤性水稻土,有机物料还田,细菌群落结构,功能基因,水稻产量,