综合肥料管理对水稻根际微生物群落功能的影响

摘要

为考察综合肥料管理（integrated fertilization management,IFM）策略和农民常规处理（farmer’s practice,FP）对微生物群落和土壤功能的影响差异，本研究利用2013-2014年设立的双季稻田间试验包括综合肥料管理（IFM）和农民实践（FP）2种处理，通过在晚稻生长季节的3个时间点采集根际和非根际土壤，调查土壤化学性质和酶活性，使用磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acids,PLFA）鉴定微生物生物量和群落组成。结果显示：与FP处理相比，IFM处理降低了根际土壤的革兰氏阳性（Gram-positive bacteria,GP）和阴性细菌（Gram-negative bacteria,GN）的比值（GP/GN）和微生物胁迫指数。IFM处理促进了幼穗分化期和齐穗期根际土壤中蔗糖酶、酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶活性，抑制了成熟期脲酶活性。冗余分析表明，有效氮和总氮可分别解释微生物群落和酶活性变异的15.9%和12.5%，这表明氮的有效性和氮水平分别是影响稻田环境微生物群落和酶功能的关键因素。此外，革兰氏阴性细菌、真菌和丛枝菌根真菌对土壤酶活性改变的解释率分别达到5.39%、3.88%和3.09%。微生物胁迫指数与磷酸酶和蔗糖酶活性呈负相关，这表明细菌和真菌都参与土壤酶功能调节。研究表明，IFM主要通过调控稻田氮投入节奏改变微生物群落组成从而提升成熟期前的土壤酶活性，促进水稻生长过程中的养分循环。

关键词

综合肥料管理 / 微生物群落 / 微生物胁迫指数 / 酶活性 / 水稻土

基金资助

国家自然科学基金项目（41701284）