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長期應用稻鱉共生系統對土壤細菌群落結構及其多樣性的影響

2021-11-03 11:39:57丁姣龍孟祥杰王忍陳璐周晶陳燦黃璜
南方農業學報 2021年7期

丁姣龍 孟祥杰 王忍 陳璐 周晶 陳燦 黃璜

摘要:【目的】探究長期應用稻鱉共生系統對稻田土壤養分含量、土壤細菌群落結構及其多樣性的影響,為闡釋稻鱉共生模式對稻田土壤微生物多樣性的影響機制提供科學依據?!痉椒ā恳?年稻鱉共生田(RT2)、5年稻鱉共生田(RT5)和8年稻鱉共生田(RT8)為研究對象,采集各處理0~10 cm土層土壤樣品,測定土壤養分含量,利用Illumina MiSeq高通量測序技術探究土壤細菌群落結構,對比分析不同應用年限稻鱉共生田的土壤養分含量及土壤細菌群落多樣性差異?!窘Y果】長期應用稻鱉共生系統明顯提高稻田土壤的全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量及土壤pH,5年稻鱉共生田的全磷和速效磷含量顯著高于2年稻鱉共生田(P<0.05,下同),8年稻鱉共生田的土壤全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量顯著高于2年稻鱉共生田,有機質、全鉀和速效鉀含量均以5年稻鱉共生田最高,8年稻鱉共生田最低。Alpha多樣性分析結果顯示,土壤細菌群落多樣性Shannon指數、PD whole tree指數和Chao1指數均表現為RT5處理>RT8處理>RT2處理。各樣本檢測到的細菌類群隸屬于51門136綱192目337科557屬和113種。物種群落組成分析表明,變形菌門(Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、酸桿菌門(Acidobacteria)和放線菌門(Actinobacteria)是稻鱉共生田土壤細菌的主要優勢菌群;不同年限的稻鱉共生田土壤細菌群落結構差異主要表現在物種均勻度上,RT2處理的變形菌門、擬桿菌門、放線菌門、酸桿菌門、棲熱菌門(Deinococcus-Thermus)、厚壁菌門(Firmicutes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、浮霉菌門(Planctomycetes)和奇古菌門(Thaumarchaeota)的相對豐度均存在顯著差異;RT8處理則僅在變形菌門、擬桿菌門、浮霉菌門和互養菌門(Synergistetes)4種菌種間具有顯著差異?!窘Y論】長期應用稻鱉共生系統可在不施用化肥的情況下,維持土壤主要養分含量,增加稻田土壤細菌群落多樣性,擴大優勢菌群相對豐度,形成更穩定的土壤微環境。

關鍵詞: 稻鱉共生系統;土壤;細菌群落結構;養分含量

中圖分類號: S344.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼: A 文章編號:2095-1191(2021)07-1860-09

Effects of long-term application of rice-turtle co-culture on soil bacterial community structure and diversity

DING Jiao-long1, MENG Xiang-jie1, WANG Ren1, CHEN Lu1, ZHOU Jing1,

CHEN Can1,2, HUANG Huang1,2*

(1College of Agriculture, Hunan Agricultural University, Changsha? 410128, China; 2Hunan Paddy Field Ecological Planting and Breeding Engineering Center, Changsha? 410000, China)

Abstract:【Objective】To explore the effects of rice-turtle co-cultureon soil fertility, soil bacterial community structure and diversity,and to provide a scientific basis for explaining the mechanism of rice-turtle co-culture on soil microbial diversity in paddy fields. 【Method】Soil samples from paddy fields of 2-year rice-turtle co-culture field(RT2) and 5-year rice-turtle co-culture field(RT5) and 8-year rice-turtle co-culture field(RT8) were collected from 0-10 cm soil layer of each treatment to determine the soil nutrient content. Illumina MiSeq high-throughput sequencing technology was used to explore the soil bacterial community structure, and the differences of soil nutrient content and soil bacterial community diversity in rice-turtle co-culture fields with different application years were compared and analyzed. 【Result】Long-term application of rice-turtle co-culture increased soil total nitrogen, total phosphorus, alkali-hydrolyzable nitrogen and avai-lable phosphorus contens and soil pH. The contents of total phosphorus and available phosphorus in 5-year rice-turtle co-culture field were significantly higher than those in 2-year rice-turtle co-culture field (P<0.05, the same below), the contents of total nitrogen, total phosphorus, alkali-hydrolyzable nitrogen and available phosphorus in 8-year rice-turtle co-culture field were significantly higher than those in 2-year field. The contents of organic matter, total potassium and available potassium in 5-year field were the highest, and those in 8-year field were the lowest. The Alpha diversity analysis showed that the Shannon index, PD whole tree index and Chao1 index of soil bacterial community diversity were RT5>RT8>RT2. The bacterial groups detected in each sample belonged to 51 phyla, 136 classes, 192 orders, 337 families, 557 genus and 113 species. The analysis of species community composition showed that Proteobacteria, Bacteroidetes, Acidobacteria and Actinobacteria were the main dominant bacterial communities in paddy soil. The differences of soil bacterial community structure in rice-turtle co-culture in different years were mainly manifested in species evenness. There were significant differences in RT2 in the relative abundance of Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria, Acidobacteria, Deinococcus-Thermus, Firmicutes, Chloroflexi, Planctomycetes and Thaumarchaeota. RT8 treatment only showed significant differences in Proteobacteria, Bacteroidetes, Planctomycetes and Synergistetes. 【Conclusion】Long-term application of rice-turtle co-culture can maintain the contents of soil main nutrients, increase the diversity of soil bacterial community, enlarge the relative abundance of dominant bacterial community, and make soil microenvironment more stable without chemical fertilizer.

Key words: rice-turtle co-culture system; soil; bacterial community structure; nutrient content

Foundation item: National Key Research and Development Program of China(2018YFD0301004)

0 引言

【研究意義】土壤微生物是土壤中重要的活性組分,影響土壤生態系統的養分轉化、物質循環、肥力演變及土壤結構變化(李喆等,2010;陳懿等,2020)。土壤微生物能降解動植物殘體、分解和利用有機物質,并以代謝產物和殘留物等形式參與土壤養分轉化過程,從而對生態系統產生影響(邵帥等,2017)。細菌占土壤微生物總量的70%~90%,是土壤微生物中數量最多的類群(周佳等,2020),對土壤結構、養分含量及植物生長發育等起到關鍵作用(Sims et al.,2013)。土壤細菌群落結構及其多樣性受土壤類型、施肥和耕作管理等多種因素的影響(劉昌等,2018;袁仁文等,2020)。近年來,稻田綜合種養因其顯著的生態優勢和經濟效益得到較大范圍推廣,相關研究表明不同的稻田綜合種養系統對土壤微生物多樣性和群落結構的影響存在差異(周雪芳等,2016;羅衡等,2018)。因此,研究長期應用稻鱉共生模式對稻田土壤細菌群落結構及其多樣性的影響,可為探究稻田生態種養對稻田土壤微生物的影響機制,改進稻田生態種養技術及合理利用稻田資源提供參考依據。【前人研究進展】隨著稻田綜合種養模式的推廣應用,近幾年對稻田綜合種養的研究報道較多。沈建凱等(2010)對生態種養稻田雜草群落進行研究,結果表明生態種養可抑制稻田雜草,具有顯著的控草效果,從而有效減少除草劑用量。張苗苗等(2010)對稻鴨共作模式土壤養分動態變化進行檢測,結果發現在整個水稻生長期稻鴨共作田的土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀含量維持在穩定狀態,成熟期共生田的堿解氮、速效磷和速效鉀含量遠高于常規稻田。Liu等(2017)對稻鴨共生田和常規稻田進行土壤理化性質測定比較,結果表明稻鴨共生模式能增大土壤總孔隙度和非毛管孔隙度、提高土壤透氣性和氧化還原電位??梢?,稻田生態種養對水稻生長發育、稻田土壤肥力和稻田生態系統的可持續性等具有重要意義。在稻田綜合種養系統土壤微生物研究方面,周雪芳等(2016)研究表明,稻蛙共作下土壤細菌、放線菌和真菌數量隨著共生時間的延長而增加;羅衡等(2018)利用高通量測序技術對稻鱉共生模式下的土壤細菌群落進行分析,結果表明,與稻田單作相比,稻鱉共生稻田表層土壤的細菌群落結構產生明顯變化,同時在一定程度上對水稻根系的菌群產生影響;廖詠梅等(2019)對比分析了稻鴨共育和常規管理兩種模式下稻田土壤真菌及細菌的種群多樣性差異,結果發現稻鴨共育模式的真菌種群結構較豐富,但兩種模式的土壤細菌優勢門和優勢屬無明顯差異?!颈狙芯壳腥朦c】目前,有關稻田綜合種養模式的病蟲草害、土壤養分、土壤酶活性、水稻產量、稻米品質、溫室氣體排放和經濟效益等方面的研究已較詳細(楊治平等,2004;李成芳等,2008;展茗等,2009;周江偉等,2017;常培恩等,2019),而針對稻鱉共生系統對土壤微生物群落的長期定位試驗尚未見報道?!緮M解決的關鍵問題】以稻鱉共生模式下2年、5年和8年的稻田為研究對象,采用高通量測序技術對表層土壤細菌群落特征進行分析,旨在探究不同年限稻鱉共生系統對稻田土壤養分含量、土壤細菌群落結構及多樣性的影響,為闡釋稻鱉共生模式對稻田土壤微生物多樣性的影響機制提供科學依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗地概況

試驗地點位于湖南省瀏陽市達滸鎮金石村孔蒲中家庭農場,該農場于2013年開始進行稻鱉生態種養,為本研究團隊的長期定位試驗點。試驗地區年平均氣溫16~18 ℃,≥10 ℃年積溫為5500 ℃,年均降水量約1350 mm,光、溫、熱資源充足。

1. 2 試驗材料

供試水稻品種為農香32和玉針香,由湖南省水稻研究所提供;供試鱉品種為中華鱉(Pelodiscus sinensis),試驗點農場自行孵育。

1. 3 試驗方法

選取不同應用年限的稻鱉共生田作為研究對象,即試驗設3個處理,分別為2年稻鱉共生田(RT2)、5年稻鱉共生田(RT5)和8年稻鱉共生田(RT8)。

圍繞稻田內側開挖寬約2.0 m、深約0.8 m的環形圍溝,圍溝總面積小于稻田面積的10%;進、排水裝置采用PVC管,進水口設在高地勢處,出水口設在低地勢處,進出水口用紗網包裹;利用石棉瓦充當防逃板,搭建在稻田四周,將石棉瓦插入地面(30 cm以上),露出部分需高出地面1.5 m;孵化棚設在稻田邊緣,約30個/ha。移栽前每公頃施入750~1500 kg生石灰對稻田進行消毒,圍溝內移植少許輪葉黑藻、伊樂藻和浮萍(湯亞斌等,2014),稻田外圍種植絲瓜以起遮蔭作用。

所有共生田均為免耕一季稻栽培,全年不翻耕。每年4月投放體重4~10 g的鱉苗,密度為3000只/ha。每年5月投放魚苗,四季不定期投放田螺以充當中華鱉的動物性飼料,除田螺和魚苗外,還不定期投放動物內臟等進行補充喂養。使用三效底改和溴氯海茵粉對稻田進行消毒。每年6月移栽水稻,移栽方式為插秧與拋秧;移栽后一直保持較深的田間水位,在水稻收獲前15 d將田間水位降低至稻區平面以下,使鱉回到圍溝。每年10月收割水稻,收獲后立即灌水高于田面30 cm以上,保持至下一季水稻種植前。全年不施用任何化肥和除草劑。

1. 4 測定項目及方法

1. 4. 1 土壤樣品采集及處理 2020年5月25日在一季稻移栽前采集土樣。在3個供試稻田中分別隨機選取5個點,采集0~10 cm土層土壤,將5點采集的土樣混合成1個樣品,每個供試稻田取3次重復。每個樣品在編號、去除雜質后充分混勻分成2份。一份以液氮速凍后盡快送回實驗室冷凍保存,用于土壤微生物多樣性分析;另一份用于土壤理化性質測定。

1. 4. 2 土壤理化性質測定 參考《土壤農化分析》(鮑士旦,2000)測定土壤理化性質。經濃硫酸消煮后用流動分析儀法測定土壤全氮和全磷含量,采用火焰光度法測定土壤全鉀含量,采用鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量,經醋酸銨浸提后用火焰光度計測定土壤速效鉀含量,采用擴散法測定土壤堿解氮含量,采用重鉻酸鉀容量法—稀釋熱法測定有機質含量,采用pH儀測定土壤pH。

1. 4. 3 測序樣品制備與檢測 采用CTAB法進行樣品總DNA提取,用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提的基因組DNA。PCR擴增和高通量測序委托北京奧維森基因科技有限公司進行。

1. 5 統計分析

利用SPSS 19.0和Excel 2010進行數據整理與分析,使用北京奧維森基因科技有限公司的奧維森云平臺完成有效數據統計、OTU聚類分析、Alpha多樣性分析(Chao1指數、Shannon指數和Simpson指數等)、物種組成分析及Beta多樣性分析等。

2 結果與分析

2. 1 不同年限稻鱉共生田的土壤養分含量比較

由表1可知,不同年限稻鱉共生田的土壤pH均小于6.00,為酸性土壤。隨著共生年限的增加,稻田土壤pH呈先上升后下降的變化趨勢,RT5處理的土壤pH最高,顯著高于RT2和RT8處理(P<0.05,下同)。與RT2處理相比,RT5處理的土壤有機質、全磷和速效磷含量有所增加,其中全磷和速效磷含量差異顯著;RT8處理的土壤全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量均顯著增加。隨著稻鱉共作時間的延長,土壤有機質和速效磷含量先升高后降低,土壤全磷含量逐漸增加,全鉀、堿解氮和速效鉀含量先降低后升高。由此可知,土壤綜合理化性質隨稻鱉共生年限的增加發生了不同程度的變化,總體上延長稻鱉共生時間有助于提高土壤肥力,緩解土壤酸化。

2. 2 不同年限稻鱉共生田表層土壤的高通量測序結果

對不同年限共生田9個樣品的土壤細菌V3~V4區進行高通量測序,結果(表2)表明,RT2、RT5和RT8處理平均獲得65733.33、97011.66和79019.00個有效序列,片段長度集中在200~260 bp。采用Uparse聚類法共產生7028個OTUs,各處理平均OTU數依次為2816.00、4185.33和3058.33。對97%相似水平下的OTU進行生物信息統計分析后,可將細菌類群分為51門136綱192目337科557屬113種。

2. 3 不同年限稻鱉共生田土壤細菌群落多樣性分析結果

由圖1可看出,不同年限稻鱉共生田土壤細菌群落的Simpson指數差異不明顯,說明其土壤細菌多樣性程度相近;Shannon指數、PD whole tree指數和Chao1指數均表現為RT5處理>RT8處理>RT2處理,即隨著稻鱉共生年限的增加,土壤細菌群落多樣性和菌種豐富度呈先升高后降低的變化趨勢。

2. 4 不同年限稻鱉共生田土壤細菌群落相似度分析結果

PCoA分析常用于研究樣本群落組成的相似性或差異性,樣品的距離越近,代表群落組成結構的相似度越高。如圖2所示,RT2和RT8處理的相對距離較近,而RT5處理與其余2個處理的相對距離較遠,說明5年稻鱉共生田的土壤細菌群落組成結構與2年、8年稻鱉共生田的差異較明顯,2年稻鱉共生田與8年稻鱉共生田的土壤群落結構相似度較高。

2. 5 不同年限稻鱉共生田土壤優勢菌門分析結果

由圖3可知,3個處理的土壤細菌群落物種構成較相似,其中RT2處理與RT8處理的相似度相對更高,但各細菌類群的相對豐度存在一定差異。3個處理的土壤細菌種群中相對豐度最高的均為變形菌門(Proteobacteria),在RT2、RT5和RT8處理中分別達52.00%、38.00%和55.00%,RT2處理的主要菌種(相對豐度排名前10位)依次為變形菌門、擬桿菌門(Bacteroidetes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、棲熱菌門(Deinococcus-Thermus)、厚壁菌門(Firmicutes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、浮霉菌門(Planctomycetes)和奇古菌門(Thaumarchaeota);RT5處理的主要菌種(相對豐度排名前10位)依次為變形菌門、酸桿菌門、放線菌門、奇古菌門、 浮霉菌門、擬桿菌門、芽單胞菌門、綠彎菌門、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)和匿桿菌門(Latescibacteria);RT8處理的主要菌種前4位與RT2處理相同,隨后依次為棲熱菌門、厚壁菌門、酸桿菌門、綠彎菌門、浮霉菌門和互養菌門(Synergistetes)。

通過對相對豐度5.00%以上的菌種類群進行分析,稻鱉共生田土壤中變形菌門、擬桿菌門和芽單胞菌門的菌種隨著稻鱉共生年限的增加而先減少后增加,放線菌門、酸桿菌門和奇古菌門的相對豐度則先增加后減少。其中,變形菌門和酸桿菌門的相對數量變化幅度最大,RT5處理的變形菌門較RT8處理減少17.4%,較RT2處理減少14.4%;酸桿菌門較RT8處理增加13.5%,較RT2處理增加12.3%。

如圖3所示,3個處理的物種均勻度也有所差異。通過對各處理相對豐度排名前10位的菌種進行ANOVA分析,發現RT2處理除單芽胞菌門外,其余9個菌種的相對豐度均存在顯著差異;RT5處理除奇古菌門等4種菌種外,其余6種菌種的相對豐度差異顯著;RT8處理則僅在變形菌門、擬桿菌門、浮霉菌門和互養菌門4種菌種間具有顯著差異。這可能是隨著稻鱉共生年限的增長,土壤環境趨于穩定,適宜優勢微生物生存,故菌種相對豐度逐步均勻化。

2. 6 不同年限稻鱉共生田土壤優勢菌科分析結果

圖4為科水平下土壤細菌群落相對豐度大于1.00%的菌種名,Other為相對豐度低于0.01%的物種總和,在分類學數據庫中無對應科學名稱的物種合并為unidentified。在科水平上,各處理間的土壤細菌群落結構組成及主要菌群相對豐度差異明顯。RT2、RT5和RT8處理共有6個相同菌科,相對而言,RT2處理與RT8處理的群落組成相似度更高,有15個相同菌科。RT2和RT8處理中相對豐度最高的為黃單胞菌科(Xanthomonadaceae),分別為11.31%和8.01%,RT5處理的亞硝化單胞菌科(Nitrosomonadaceae)相對豐度最高,為4.29%。RT2、RT5和RT8處理中共有的優勢菌群還有鞘脂單胞菌科(Sphingomonadaceae)、芽單胞菌科(Gemmatimonadaceae)、Blastocatella-ceae_Subgroup_4和Chitinophagacea。與RT2處理相比,RT8處理的細菌群落中黃單胞菌科和黃桿菌科的相對豐度明顯減少,交替單胞菌科和產堿桿菌科的相對豐度則明顯增加。

2. 7 不同年限稻鱉共生田土壤細菌LEfSe分析結果

為找到與長期稻鱉共生稻田相關的特定細菌菌種,采用LEfSe分析對樣品進行處理以找出組間具有顯著性差異的物種。如圖5所示,從門到科的分類水平上有18個細菌進化支在統計學上有顯著差異。與RT2和RT5處理相比,RT8處理中LEfSe檢測到更多具有顯著差異的細菌分類群,共11個進化支(1個綱、5個目、5個科),即Synergistia(綱到科)、Micrococcales(目到科)、Burkholderiales(目到科)、Alteromonadales(目到科)、Chromatiales(目到科)。

結合LDA分布柱狀圖(圖6),將顯著差異物種進一步細化到屬分類水平并對比其影響力。結果表明,在RT8處理中Alteromonadales(目到屬)的影響力最大,其次為Burkholderiales(目到科);RT5處理中env_ OPS_17的影響力最大,其次為Anaerolineae(綱到科);RT2中只有2個顯著差異物種,影響力依次為Alphaproteobacteria_Incertae_Sedis(未分類)和Thermomonas。

3 討論

3. 1 長期應用稻鱉共生系統對土壤養分的影響

土壤養分是影響水稻生長的關鍵因素,缺乏氮素會導致水稻生長緩慢,缺乏磷素則會影響水稻根系生長和花芽分化(王道涵和梁成華,2002)。在水稻生產過程中,通常會施用大量化肥以維持土壤養分供應,致使過剩的營養元素流失進入水體,造成水體富營養化及面源污染(Parry,1998)。本研究結果表明,長期應用稻鱉共生模式對土壤養分含量及pH產生了不同程度的影響,在不施用化肥的情況下,長期應用該模式能有效提高土壤全氮、堿解氮、全磷和速效磷等含量,維持土壤有機質含量,并在一定程度上提高土壤pH,緩解土壤酸化現象。其原因可能是鱉的排泄物和殘余飼料為土壤增加養分,鱉的活動起到松土作用,增加了土壤透氣性,從而促進營養物質的轉化(蔣業林等,2015)。

3. 2 長期應用稻鱉共生系統對土壤微生物種群的影響

土壤微生物作為稻田土壤生態系統中最活躍的組成部分,其多樣性和活性對稻田土壤環境發揮重要作用。在稻田綜合種養系統中,養殖動物的攝食、排泄和日?;顒佑蟹?、松土及施肥等效果,可有效改善土壤的透氣性和土壤養分,從而對土壤微生物產生影響(趙翔剛等,2017;趙靜,2018;周江偉,2018;王強盛等,2019)。本研究結果表明,長期應用稻鱉共生模式可對土壤微生物種群結構、數量和種類產生影響,變形菌門、放線菌門、擬桿菌門和酸桿菌門為各處理共有的優勢菌門,3個處理中相對豐度最高的種群均為變形菌門,其中又以8年稻鱉共生田的變形菌門相對豐度最高。已有研究顯示,變形菌門以營養豐富的環境中居多,與土壤碳氮比呈負相關,可與其相關的土壤一起提高有機碳的吸收能力(喬沙沙等,2017)。Fierer等(2007)將土壤細菌分為貧營養細菌和富營養細菌,富營養細菌在氮、磷和有機物質含量較充足的環境中數量較多,貧營養細菌則反之。放線菌和酸桿菌被歸類為貧營養菌群,在養分較高、質地相對優良的土壤中這2種菌門的相對豐度較低。對比本研究中各處理的酸桿菌門和放線菌門,結果發現這2種菌門均以8年稻鱉共生田的相對豐度最低,表明長期應用稻鱉共生系統,在不施化肥的情況下,通過鱉的排泄物和殘餌可維持較高的土壤養分含量。王晶等(2020)關于土壤微生物與碳源代謝活性相關性的研究結果表明,黃單胞菌科與碳水化合物類、氨基酸類、羧酸類、胺類等碳源代謝活性呈顯著正相關,亞硝化單胞菌科能促進多聚物類碳源代謝活性。在本研究的主要優勢菌科中,黃單胞菌科、交替單胞菌科和亞硝化單胞菌科等為各處理的主要種群,說明稻鱉共生模式的應用在一定程度上提高了碳源代謝活性和微生物代謝功能。此外,在3個不同年限處理中,2年稻鱉共生田的黃單胞菌科相對豐度最高,表明稻鱉共生模式可能在應用初期對微生物代謝功能的影響更顯著。

3. 3 長期應用稻鱉共生系統對土壤細菌群落多樣性的影響

土壤微生物群落多樣性主要對土壤肥力、土傳病害、生態系統產出質量和產量產生影響,土壤微生物群落多樣性越豐富,越有利于維持土壤環境的穩定,實現高效綠色生產(逄好勝,2016)。細菌是土壤微生物中數量最多、種類最豐富的類群,約占土壤微生物總量的90%。本研究對土壤細菌群落結構的檢測結果顯示,稻鱉共生田的微生物多樣性豐富,各樣本共涵蓋了細菌類群51門、136綱、192目、337科、557屬和113種;與2年稻鱉共生田相比,5年和8年稻鱉共生田的群落結構更復雜,種群多樣性指數更高。其原因可能是鱉的排泄物及殘餌等為土壤微生物的生長提供了充足養分,也帶來了外源微生物,豐富了微生物多樣性。群落相似度比較結果顯示,8年稻鱉共生田的群落組成與2年稻鱉共生田相似度較高,究其原因可能是隨著稻鱉共生模式應用時間的延長,土壤環境趨于穩定,部分外源微生物無法生存或進化,導致部分種群逐漸消失,多樣性有所下降,進而逐步形成一個新的穩定的土壤細菌群落。

4 結論

8年稻鱉共生稻田的土壤全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量顯著高于2年稻鱉共生田,5年和8年稻鱉共生田的土壤細菌群落多樣性和菌種豐富度也均高于2年稻鱉共生田??梢?,長期應用稻鱉共生系統可在不施用化肥的情況下,維持土壤主要養分含量,增加稻田土壤細菌群落多樣性,擴大優勢菌群相對豐度,形成更穩定的土壤微環境。

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(責任編輯 王 暉)

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