摘要
木本泥炭和秸秆配施有快速提升土壤有机质(SOM)和作物产量的潜力,但其配施比例如何影响作物产量及其微生物机制尚不清楚。本研究通过田间试验,在施用秸秆和激发剂(RJ)基础上,比较分析了木本泥炭和秸秆三种施用比例 2:1(RJM1)、3:1(RJM2)、4:1(RJM3)对土壤理化性质、细菌群落组成和水稻产量影响,并与不施用有机物料的对照(CK)进行比较;同时基于网络分析和路径分析,明确不同处理特定细菌菌群与作物产量之间潜在关系。结果表明,RJM1、RJM2、RJM3 间的水稻产量差异不明显,但平均较 RJ 和 CK 显著增产 16.09%和 31.46%。五个处理按土壤理化性质分成显著不同的三组(P < 0.01),第一组为 RJM2+RJM3,以 pH、SOM、可溶性有机碳(DOC)、有效磷(AP)、速效钾(AK)含量显著升高为特征;第二组为 RJ+RJM1,以硝态氮(NO3--N)和可溶性有机氮(DON)含量显著升高为特征;第三组为 CK。RJM2+RJM3 的 SOM、DOC、AP 较 RJM1 处理平均提高 29.69%、22.65%和 23.95%,表示RJM2+RJM3 能迅速提升土壤有机质含量。RJM2 和 RJM3 的细菌群落组成类似,并主要受制于土壤 pH、SOM、DOC 的变化,但与 RJM1 的群落组成显著不同。RJM2+RJM3 显著增加了与水稻产量正相关的盖勒氏菌(Gaiellaceae unidentified)、类诺卡氏菌(Nocardioidaceae unidentified)、土壤球菌(Terracoccus)、从毛单胞菌(Comamonadaceae unidentified)、WD2101 unidentified、鞘脂杆菌(Sphingobacteriales unidentified)的丰度,而 RJM1 显著增加了上述除鞘脂杆菌外的其他 5 个物种的丰度,表示 RJM2+RJM3 较 RJM1 刺激更多的与作物产量有正相关的优势物种。上述结果表明,RJM2+RJM3 通过改善土壤 pH、SOM、DOC,较RJM1 刺激更多的有利于作物增产的优势物种;同时由于 RJM1 的 SOM 含量与对照没有显著变化,导致其增产的可持续性要低于 RJM2+RJM3 处理。综合上述结果和经济效益,推荐 RJM2,即木本泥炭和秸秆的施用比例为 3:1 时具有同时快速提升 SOM 和作物产量的效果。
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