长期秸秆还田对南方稻田土壤细菌性病害群落多样性的影响

摘要

【目的】阐明长期秸秆还田影响稻田细菌性病害发生程度的微生物学机制，为稻田细菌性病害的精准防控提供理论支撑。【方法】依托广东省惠州市的长期定位试验，设置3个处理：1.3倍秸秆全量还田(S30，单季秸秆还田量8 425 kg·hm^-2)、秸秆全量还田(CKS，单季秸秆还田量6 400 kg·hm^-2)及秸秆不还田（CK）。采用宏基因组测序技术，系统比较不同处理下关键土壤细菌群落结构以及Burkholderia glumae、Xanthomonas oryzae和Dickeya oryzae等主要病原菌相对丰度的动态变化，并通过相关性分析揭示其与环境因子的关联。【结果】秸秆还田显著提升了土壤细菌群落的物种丰富度（P<0.05），并改变了群落结构；变形菌门Proteobacteria、绿弯菌门Chloroflexi和酸杆菌门Acidobacteria为优势菌门，其组成受还田量及水稻生育期的显著影响。冗余分析确认土壤pH是驱动群落结构演变的关键环境因子（P=0.024）。秸秆还田在分蘖期普遍降低3种病原菌丰度，降低了水稻白叶枯病、条斑病及穗枯病的病情指数但不显著，甚至存在加重基腐病的发病风险。S30在成熟期显著增加了B. glumae和X. oryzae的病原菌丰度，D. oryzae的相对丰度则显著降低，同时显著促进白叶枯病病情加重及条斑病、基腐病发病率提升。CKS对多数细菌性病害发生无显著负面影响，仅在发病率上略高于CK，且病情指数表现相对温和。相关分析表明，成熟期Burkholderia与Xanthomonas的丰度与土壤pH呈显著正相关；分蘖期Dickeya的丰度则与土壤有效磷含量密切相关。【结论】长期秸秆还田通过改变土壤微环境，使水稻细菌性病害呈现出病害类型和生育期双重特异性。分蘖期降低了水稻白叶枯病、条斑病及穗枯病的病情指数但不显著，甚至存在加重基腐病的发病风险。而在成熟期则依据秸秆还田量对不同细菌性病害产生促进效应，其中，S30效应最为显著，可为实现细菌性病害的生态可持续治理提供科学依据。

关键词

秸秆还田 / 稻田土壤 / 细菌病害 / 宏基因组学