关键词:
秸秆还田
功能基因
功能类群
致病菌
摘要:
秸秆可持续化利用是加快农业绿色低碳发展的重要举措。在土壤一体化健康框架下,从微生物类群和功能视角解析秸秆还田对土壤生态健康综合影响的研究相对较少。为了解秸秆还田对土壤中抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)、甲烷循环功能基因(methane-cycling genes,MCGs)、氮循环功能基因(nitrogencycling genes,NCGs)、毒力因子基因(virulence factor genes,VFGs)及其宿主微生物的影响,本研究从浙江省宁波市长期秸秆还田(5年以上)的水稻田中采集土壤样品,并对样品进行宏基因组高通量测序。结果表明:长期秸秆还田对土壤ARGs、MCGs、NCGs和VFGs多样性产生影响,其中NCGs和VFGs丰富度显著降低,且氮循环微生物类群的丰富度也显著降低。在微生物介导的甲烷循环过程中,长期秸秆还田导致关键产甲烷基因mcrA、B、C、G和产甲烷菌——马氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina mazei)的丰度显著降低,也促使甲基营养型产甲烷基因丰度显著降低。值得注意的是,VFGs丰度在长期秸秆还田下显著增加。此外,本研究还发现mcrA/pmoA及norB/nosZ功能基因丰度比显著降低,暗示在秸秆还田下稻田中更多的CH_(4)和N_(2)O将被转化。距离矩阵多元回归分析表明,总有机碳和溶解有机碳与土壤功能类群组成密切相关(P<0.05)。综上所述,长期秸秆还田将增加稻田病害的风险,同时可能会降低CH_(4)和N_(2)O等温室气体的排放速率。