长期咸水滴灌对棉田土壤磷循环微生物群落结构及功能基因的影响

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：叶扬,郭晓雯,杨茂琪,闵伟,郭慧娟

单位：石河子大学农学院, 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室, 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重点实验室, 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重点实验室, 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重点实验室, 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重点实验室, 石河子 832003

摘要：干旱地区淡水资源匮乏,合理利用咸水资源可以缓解当地淡水短缺的问题,但长期咸水滴灌会增加土壤盐渍化风险,继而影响土壤养分的转化和微生物多样性. 土壤的磷素供应对作物的生长至关重要,然而长期咸水滴灌如何影响土壤磷转化的过程还不清晰. 因此,为探究长期咸水滴灌对棉田土壤磷转化微生物及其功能基因的影响,试验设置淡水（0.35 dS·m-1,FW）和咸水（8.04 dS·m-1,SW）两种灌溉水盐度. 结果表明,长期咸水滴灌显著降低棉花干物质重、磷素吸收、产量以及土壤pH、Ca₂-P和Ca₁₀-P含量,但显著增加棉花含磷率和土壤含水量、电导率、速效磷、Ca₈-P、Al-P、Fe-P和O-P含量. 各处理在门水平上优势物种为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和绿弯菌门；在纲水平上优势物种为α-变形菌纲、放线菌纲、β-变形菌纲、嗜热油菌纲和γ‐变形菌纲. 长期咸水滴灌显著降低放线菌门、酸杆菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度,但显著增加变形菌门、芽单胞菌门和拟杆菌门的相对丰度；显著降低有机磷矿化基因phnA、转运基因pit以及多聚磷酸盐合成基因ppaC的表达量,但显著增加多聚磷酸盐降解基因HDDC3,有机磷矿化基因phnG、phoA、phnH、phnL、phnM、phnN、phnP和phnW,转运基因phnK、phnE、phnC和phnD以及调控基因phoB的表达量. 相关性分析表明土壤磷循环微生物和功能基因与土壤理化性质以及土壤无机磷组分含量紧密相关. 因此,长期咸水滴灌通过影响土壤理化性质和无机磷组分含量来改变土壤中磷循环微生物群落组成,进而驱动磷循环相关功能基因进行表达来调控和适应盐胁迫.

关键词：咸水滴灌,宏基因组学,棉田土壤,磷循环,微生物,