紫云英还田与化肥减量配施对稻田土壤细菌群落组成和功能的影响

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：张济世,刘春增,郑春风,张琳,张香凝,吕玉虎,曹卫东,张玉亭

单位：河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所, 郑州 450002,河南省农业生态环境重点实验室, 郑州 450002,河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所, 郑州 450002,河南省农业生态环境重点实验室, 郑州 450002,河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所, 郑州 450002,河南省农业生态环境重点实验室, 郑州 450002,信阳市农业科学院, 信阳 464000,河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所, 郑州 450002,河南省农业生态环境重点实验室, 郑州 450002,信阳市农业科学院, 信阳 464000,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081,河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所, 郑州 450002,河南省农业生态环境重点实验室, 郑州 450002

摘要：紫云英是豫南稻区土壤培肥的重要有机肥资源，探究紫云英还田与化肥减量配施对稻田土壤理化性质和细菌群落特性的影响，旨在为该区域的土壤培肥和化肥减量提供依据.开展连续12 a田间定位试验，设置了6个施肥处理（空白对照，CK；单施化肥，F100；80%化肥和22.5t ·hm-2紫云英还田量配施，MV1F80；80%化肥和45 t ·hm-2紫云英还田量配施，MV2F80；60%化肥和22.5 t ·hm-2紫云英还田量配施，MV1F60；60%化肥和45 t ·hm-2紫云英还田量配施，MV2F60）.通过采用高通量测序方法比较不同施肥处理对土壤细菌群落多样性、组成和结构特性的影响；采用FAPROTAX功能预测的方法分析不同施肥处理间功能类群的丰度差异，并结合土壤理化性质，探究改变土壤细菌群落结构与功能特性的关键土壤环境因子.结果表明，紫云英还田与化肥减量配施降低了土壤容重，提高了土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）和全钾（TK）含量，较CK提高的范围分别为12.7%~35.5%、38.2%~65.7%、66.7%~95.2%和20.3%~31.6%.紫云英还田与化肥减量配施处理较F100处理降低了细菌Sobs指数和Shannon多样性指数，且Sobs指数和Shannon多样性指数均与容重（BD）呈显著正相关（P<0.05），而与SOC和TN呈显著负相关（P<0.05）.MV1F80和MV2F60处理的厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度较F100处理分别提高了82.2%和67.4%（P<0.05），而酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度分别减少了32.6%和40.5%（P<0.05），仅MV2F60处理放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度提高了30.0%（P<0.05）.RDA分析表明，土壤SOC、TN和TK是显著影响细菌群落结构变化的主要土壤环境因子（P<0.05）.紫云英还田与化肥减量配施处理还提高了化能异养类、固氮类、发酵类和尿素分解类功能类群丰度，降低了动物寄生或共生类、人类所有病原体和人类病原体肺炎类功能类群丰度，其中MV1F80和MV2F60处理效果较好.综上所述，长期的紫云英还田与化肥减量配施改善了土壤理化性质，进而改变了土壤细菌群落结构与功能特性，有助于稻田土壤肥力的提升、微生态系统的稳定和健康，进而保障区域农业的绿色可持续发展.

关键词：化肥减量,紫云英还田,土壤理化性质,细菌群落,功能预测,