农业环境科学学报

作者：王宁,赵亚慧,艾玉春,张永春,汪吉东,于建光

单位：江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,农业部江苏耕地保育科学观测实验站, 南京 210014,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,农业部江苏耕地保育科学观测实验站, 南京 210014,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,农业部江苏耕地保育科学观测实验站, 南京 210014,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,农业部江苏耕地保育科学观测实验站, 南京 210014,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,农业部江苏耕地保育科学观测实验站, 南京 210014,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,农业部江苏耕地保育科学观测实验站, 南京 210014

关键词：古菌群落,秸秆还田,演替规律,驱动因子,

基金：公益性行业（农业）科研专项（201503136）；国家自然科学基金项目（41271308，41601261）

为探讨秸秆还田下稻田土壤古菌群落的演替规律及其驱动因子，本研究开展室内稻田土壤淹水培养试验，利用高通量测序技术，研究了淹水培养第0、15、30 d和60 d时不同量小麦秸秆（0、1%、2%和5%）施用下两种类型的稻田土壤（高砂土和黄泥土）古菌群落组成的动态变化及其影响因子。结果表明：秸秆还田导致土壤pH显著降低，而土壤电导率（EC）、总碳（TC）、总氮（TN）、碳氮比（C/N）以及土壤孔隙水中溶解性有机碳（DOC）、还原性亚铁[Fe（Ⅱ）]和总铁（Fe）含量显著增加，并且当秸秆还田量为5%时，上述土壤指标改变量最大。基于高通量测序技术发现，两种类型稻田土壤的优势古菌均为奇古菌门（Thanumarchaeota）。在淹水培养的0~30 d，秸秆还田对奇古菌门的相对丰度没有显著影响，维持在97%~98%；然而，在培养的第60 d，与未施用秸秆相比，秸秆施用下两种类型稻田土壤中奇古菌门的相对丰度显著降低（P<0.05），并且随着秸秆施用量的增加，奇古菌门丰度的降低程度越大。主成分分析（PCA）结果显示两种不同类型土壤的古菌群落存在着显著差异（P<0.05），表明土壤类型是土壤古菌群落结构的重要影响因子。与未施用秸秆的土壤相比，5%秸秆施用显著改变了高砂土古菌群落结构，而1%秸秆施用显著改变了黄泥土壤古菌群落结构。进一步对不同量秸秆施用下土壤古菌群落结构的分析发现，秸秆施用量为5%时高砂土壤古菌群落显著不同于秸秆施用量为1%和2%的土壤，而1%和2%秸秆施用量之间并无显著差异；而对黄泥土，仅秸秆施用量为1%和2%时古菌群落存在着显著差异。为了进一步探究土壤古菌群落迁移的驱动因子，冗余分析（RDA）发现，pH和C/N比是秸秆还田下两种类型土壤古菌群落迁移的重要影响因子。综合分析认为，秸秆还田主要通过改变土壤性质来调控古菌群落结构，而不同类型土壤的古菌群落结构对秸秆还田的响应亦不同。

来源：2019年第2期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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