土壤学报

作者：陈佩，李士伟，程宇，陈瑞，王宁，薛利红，杨林章

单位：陈佩，济南大学水利与环境学院, 济南 250022;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室, 南京 210014；,李士伟，济南大学水利与环境学院, 济南 250022；,程宇，江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室, 南京 210014;江苏大学环境与安全工程学院, 江苏镇江 212001；,陈瑞，南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210014；,王宁，江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室, 南京 210014;江苏大学环境与安全工程学院, 江苏镇江 212001;南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210014；wang.ning4113@163.com,薛利红，江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室, 南京 210014;江苏大学环境与安全工程学院, 江苏镇江 212001；,杨林章，江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室, 南京 210014；,

关键词：秸秆还田;根际;固氮酶;固氮菌群落组成

基金：国家重点研发计划项目（2021YFD1700801）、江苏省重点研发项目（D21YFD17008）和山东省自然科学基金项目（ZR2023MD026）资助

固氮微生物是驱动稻田生物固氮的重要引擎，而秸秆还田引起土壤高C/N可影响土壤中固氮微生物多样性和功能。水稻根际被认为是土壤微生物最活跃的区域之一，水稻生长可能泌氧抑制固氮微生物活性，然而秸秆降解可导致氧气快速耗竭促进厌氧固氮过程，在复杂植稻体系中关于秸秆还田对水稻土固氮微生物群落结构与功能活性的影响方面的研究仍十分匮乏。采用根际袋法研究了不同量秸秆还田（0%、1%、2%）对两种类型水稻土（高砂土和黄泥土）根际与非根际区固氮微生物丰度、群落结构以及固氮酶活性的影响。结果表明：与秸秆不还田相比，2%秸秆还田下高砂土非根际区土壤固氮功能基因nifH基因丰度显著增加了约86.2%，两种类型土壤根际区nifH丰度均显著增加了 154%～179%，而与非根际区土壤相比，两种类型稻田根际区土壤nifH基因丰度均有所提高，尤其是2%秸秆还田下显著增加了68.3%～101%。主坐标分析表明，两种类型稻田非根际与根际土壤固氮微生物群落组成显著不同。此外，土壤固氮酶活性对秸秆还田的响应与固氮微生物并不总是一致。与秸秆不还田相比，高砂土非根际区固氮酶活性在1%秸秆还田下并无显著变化，而在2%秸秆还田下显著提高约33.4%；两种秸秆还田下高砂土根际区固氮酶活性则显著降低约18.3%～37.2%；与高砂土所不同，黄泥土非根际和根际区固氮酶活性在1%秸秆还田下显著提高8.69%～20.4%，而在2%秸秆还田下均有所降低。综上，根际通过优化土壤环境提高根际土壤固氮微生物丰度及其酶活性，秸秆还田主要通过提高土壤有机碳和碳氮比，提高土壤固氮微生物丰度，改变微生物群落多样性，而土壤固氮酶活性对秸秆还田响应因土壤类型、还田量的不同而有所差异。

来源：2025年第4期

《土壤学报》期刊编辑部

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