林氏念珠藻对酸化稻田水稻产量和土壤细菌群落结构与功能的影响

摘要

长期过量施肥已导致我国大量农田土壤酸化,固氮蓝藻在酸化稻田对水稻产量和土壤微生物群落结构与功能的影响尚不清楚.通过酸化稻田小区试验,向其中接种林氏念珠藻(Nostoc linckia),研究了其对水稻产量、主要土壤酶活性及土壤中细菌群落结构的影响.田间小区试验结果表明,接种林氏念珠藻后,稻田土壤中铵态氮含量显著高于对照处理,水稻产量也显著高于对照.接种林氏念珠藻处理组的土壤纤维素酶、固氮酶和酸性磷酸酶活性均显著增高.土壤中酸性磷酸酶和纤维素酶与土壤中铵态氮含量呈显著正相关.高通量测序结果显示,接种林氏念珠藻改变了土壤中细菌群落组成,但是对细菌群落α多样性没有显著影响.蓝藻门中的优势类群Synechococcales和Leptolyngbyales的相对丰度与土壤中的铵态氮呈显著负相关,放线菌门中的Frankiales和Solirubrobacterales及拟杆菌门中的Bacteroidales的相对丰度与土壤中铵态氮含量呈显著正相关.除铵态氮外,土壤中磷含量及土壤pH也是改变稻田土壤中细菌群落结构的主要环境因子.研究结果表明,向酸化稻田接种固氮蓝藻能够提高水稻产量和土壤肥力.