稻草混入土壤能通过调节土壤养分、根系与细菌群落之间的相互作用来提高小麦产量

《Plant and Soil》：Straw incorporation improves wheat yield by mediating soil nutrient-root-bacterial community interactions

稻草还田与氮肥配施对土壤有机质、微生物群落及冬小麦产量影响研究。通过两年田间实验，发现稻草还田显著提升土壤有机质含量，增强根际微生物多样性，促进冬小麦产量增长。氮肥施用影响硝酸盐浓度和土壤有机质，而稻草还田通过调节土壤水分和有机质间接促进根生长、叶面积指数与微生物互作，提高产量2.6%-4.1%。

　　

摘要

背景与目的

秸秆还田（SI）是一种广泛采用的管理策略，能够提高土壤肥力，改变土壤-微生物-植物之间的相互作用，并提升农业生态系统的作物产量。深入理解秸秆还田对土壤-微生物-植物相互作用的影响对于优化施肥措施和提高作物产量至关重要；然而，相关知识仍然有限。

方法

在冬小麦生长季节进行了为期两年的连续田间实验，研究了在秸秆还田（S1）和秸秆移除（S0）条件下，施用0公斤氮/公顷（N0）和210公斤氮/公顷（N1）肥料对土壤环境、微生物群落结构以及植物生长和产量的影响。

结果

秸秆还田对土壤有机质（SOM）含量有显著影响，而施肥对硝酸盐（NO??）浓度、SOM和总氮（TN）含量也有显著影响。与N1S0相比，N1S1处理降低了根长和总表面积（TSA），但地上生物量增加了32.7%（P < 0.05），产量增加了2.6%–4.1%。此外，作物产量与SOM呈高度显著相关性。氮肥施用减少了细菌和真菌的多样性，而秸秆还田显著改变了其组成并增加了细菌和真菌的多样性。结构方程模型表明，秸秆还田导致的土壤水分和SOM含量的增加可以直接增强根系生长、叶面积指数和细菌群落之间的相互作用，从而提高作物产量。

结论

秸秆还田可以通过调节土壤有机质含量和植物生长来抵消氮肥对土壤微生物群落结构的负面影响，并通过调节植物-土壤-微生物相互作用来影响冬小麦的产量。

图形摘要

背景与目的

秸秆还田（SI）是一种广泛采用的管理策略，能够提高土壤肥力，改变土壤-微生物-植物之间的相互作用，并提升农业生态系统的作物产量。深入理解秸秆还田对土壤-微生物-植物相互作用的影响对于优化施肥措施和提高作物产量至关重要；然而，相关知识仍然有限。

方法

在冬小麦生长季节进行了为期两年的连续田间实验，研究了在秸秆还田（S1）和秸秆移除（S0）条件下，施用0公斤氮/公顷（N0）和210公斤氮/公顷（N1）肥料对土壤环境、微生物群落结构以及植物生长和产量的影响。

结果

秸秆还田对土壤有机质（SOM）含量有显著影响，而施肥对硝酸盐（NO??）浓度、SOM和总氮（TN）含量也有显著影响。与N1S0相比，N1S1处理降低了根长和总表面积（TSA），但地上生物量增加了32.7%（P < 0.05），产量增加了2.6%–4.1%。此外，作物产量与SOM呈高度显著相关性。氮肥施用减少了细菌和真菌的多样性，而秸秆还田显著改变了其组成并增加了细菌和真菌的多样性。结构方程模型表明，秸秆还田导致的土壤水分和SOM含量的增加可以直接增强根系生长、叶面积指数和细菌群落之间的相互作用，从而提高作物产量。

结论

秸秆还田可以通过调节土壤有机质含量和植物生长来抵消氮肥对土壤微生物群落结构的负面影响，并通过调节植物-土壤-微生物相互作用来影响冬小麦的产量。

图形摘要