有机肥调控盐碱土氮循环的微生物驱动机制

　　

摘要： 探明有机肥施用对盐碱土氮循环的调控机制,解析微生物群落-功能基因协同作用路径,可为盐碱土可持续改良提供理论依据。本研究基于中国科学院南皮生态农业试验站4年小麦定位试验(2018—2022年),设置化肥(复合肥N∶P₂O₅∶K₂O为18∶22∶5)和有机肥(等氮量施用腐熟牛粪有机肥)2个处理,通过常规养分分析和高通量宏基因组测序技术,结合Mantel检验与功能基因关联分析法,分析有机肥对盐碱土氮转化微生物群落的影响及其调控机制。结果表明: 与化肥处理相比,施用有机肥处理耕层土壤总氮和碱解氮含量分别显著提高了26.9%和34.5%,硝态氮含量显著降低了28.3%。施用有机肥显著提高了微生物ACE指数,但Shannon指数无显著变化。有机肥处理提高了假双头斧形菌属(耐盐菌属)的相对丰度,增幅达517.0%,显著改变了微生物群落结构,显著上调了硝酸盐还原基因(napA)和反硝化基因(norB/nosZ)丰度,协同提高了谷氨酰胺合成酶的相对丰度。Mantel检验揭示,假双头斧形菌属相对丰度与土壤总氮、碱解氮和铵态氮含量均呈显著正相关,norB基因相对丰度与上述3个氮素指标亦呈显著正相关。表明有机肥通过调控关键菌群和功能基因丰度改变了盐碱土氮代谢网络,缓解了盐碱土的氮素阻滞。