樊海丹,呂衛(wèi)光,褚向乾,白娜玲,鄭憲清,李雙喜,張娟琴,張海韻,張 月,王全華,張翰林①

(1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所,上海 201403;2.上海師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,上海 201418;3.國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)農(nóng)業(yè)環(huán)境奉賢觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,上海 201403;4.上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201403)

秸稈還田作為應(yīng)用最為廣泛的生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)之一，不僅可以替代部分化肥施用，還能有效增加土壤有機(jī)碳含量，減緩?fù)寥浪至魇?，從而達(dá)到提高土壤肥力的效果[1]。然而，由于秸稈田間腐解時(shí)間長(zhǎng)、土壤肥力增效慢等問(wèn)題，秸稈還田技術(shù)應(yīng)用仍有待優(yōu)化。微生物對(duì)于促進(jìn)秸稈腐解具有重要作用，周柳強(qiáng)等[2]在紅壤區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)水稻秸稈粉碎加菌劑處理能使腐解率提高6.30%～7.30%；N、P、K養(yǎng)分釋放率分別提高1.00%～5.80%、11.6～14.9%和2.20%～5.30%。魏賽金等[3]認(rèn)為，秸稈促腐菌劑能夠顯著提高土壤養(yǎng)分含量，增加土壤氮磷循環(huán)相關(guān)微生物種群，降低水稻致病菌數(shù)量，從而促進(jìn)小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量增加。在秸稈還田條件下，添加復(fù)合菌劑不僅能夠提高土壤微生物活性，調(diào)節(jié)土壤碳氮比，更主要是能夠加速秸稈腐解及養(yǎng)分釋放。微生物菌劑(以腐解菌為主)與化肥配合施用能夠緩解秸稈還田土壤高碳氮比的情況，加快秸稈腐解，然而，以往研究大多只聚焦于促腐菌劑的添加對(duì)土壤碳氮比的影響，而忽略了對(duì)磷含量的影響[4]。

磷是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，秸稈還田有助于增加土壤碳、氮、磷等養(yǎng)分含量，提高稻田土壤磷的有效性[5]。但目前秸稈還田與微生物菌劑配合施用對(duì)土壤磷循環(huán)的影響機(jī)制尚不明確。phoD基因是細(xì)菌中用于編碼堿性磷酸酶的最主要的基因，在陸地生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)中占主導(dǎo)地位[6-7]。長(zhǎng)期施用磷肥可使土壤磷含量和物種多樣性發(fā)生變化，改變phoD基因組成，進(jìn)而對(duì)堿性磷酸酶活性產(chǎn)生影響。微生物產(chǎn)生的堿性磷酸酶主要是對(duì)不穩(wěn)定的有機(jī)磷進(jìn)行礦化，表明其群落特征與有機(jī)磷形態(tài)、含量及磷酸酶之間存在密切聯(lián)系，可以用于表征土壤磷循環(huán)的活躍程度[8]。CHEN等[9]研究表明，phoD基因α多樣性與速效磷之間存在顯著相關(guān)性，而phoD基因群落結(jié)構(gòu)變化則與pH和磷的有效性相關(guān)。因此，以稻麥輪作系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用MiSeq平臺(tái)高通量測(cè)序技術(shù)，闡述秸稈還田配施菌劑對(duì)土壤養(yǎng)分特征和phoD微生物群落的影響，為秸稈高效還田提供科學(xué)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年5月至2021年5月在上海市崇明區(qū)上實(shí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)試驗(yàn)基地(31°45′81″ N，121°87′94″ E)進(jìn)行。該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和濕潤(rùn)，日照充足，雨水充沛，年平均氣溫為15.2 ℃，年平均降水量為1 128.8 mm，年日照時(shí)長(zhǎng)達(dá)2 104 h，無(wú)霜期約為229 d，適于農(nóng)作物生長(zhǎng)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地長(zhǎng)期進(jìn)行水稻-小麥輪作，在稻麥秸稈全量還田條件下，共設(shè)置2個(gè)處理：(1)常規(guī)施肥+秸稈還田(CK)；(2)常規(guī)施肥+秸稈還田+秸稈促腐菌劑(IT)。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。每個(gè)重復(fù)小區(qū)面積為666.67 m2。各處理施肥純氮量保持一致，其中，稻季為225 kg·hm-2，麥季為180 kg·hm-2。施用肥料為復(fù)合肥(15-15-15)和尿素。田間管理措施與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田塊相同。秸稈促腐菌劑(粉劑)由上海大井生物工程有限公司提供，主要含有枯草芽孢桿菌和哈茨木霉菌，有效活菌數(shù)≥2億·g-1，菌劑標(biāo)準(zhǔn)纖維素酶活為30 U·g-1，菌劑中氮、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為6%，經(jīng)核算后計(jì)入總施肥量。稻麥兩季秸稈還田時(shí)均添加溶于水后的秸稈促腐菌劑，每次菌劑添加量為15 kg·hm-2。

1.3 樣品采集與測(cè)定

1.3.1樣品采集

土壤樣品于2021年5月小麥?zhǔn)斋@期采集。利用取土器和環(huán)刀，采用梅花形取樣法采集0～20 cm深度土樣(約2 kg)混合，儲(chǔ)存在低溫保鮮袋中帶回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室一部分土壤樣品風(fēng)干過(guò)2 mm孔徑篩后進(jìn)行理化性質(zhì)測(cè)定，一部分樣品保存在4 ℃條件下進(jìn)行土壤酶活性測(cè)定，另一部分放于-80 ℃冰箱用于土壤總DNA提取及微生物指標(biāo)分析。沿各處理小區(qū)對(duì)角線取5個(gè)1 m2樣方，從每個(gè)樣方中隨機(jī)抽取12株小麥用于分析測(cè)定。

1.3.2土壤樣品理化性質(zhì)測(cè)定

土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定。土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體采用濕篩法進(jìn)行測(cè)定[10]，取50 g風(fēng)干土樣攪拌溶解后倒入團(tuán)聚體分析儀套篩最上部(套篩孔徑自上而下粒徑逐漸變小，依次為2.0、1.0、0.5、0.25和0.053 mm)，沿桶壁緩慢加入去離子水直至沒(méi)過(guò)土樣，浸泡5 min，然后以20次·min-1的頻率振蕩30 min，收集各級(jí)土篩內(nèi)的土樣于燒杯中，粒徑<0.053 mm的團(tuán)聚體則在篩桶內(nèi)沉降48 h后，棄去上清液轉(zhuǎn)移至燒杯中，烘干后稱重，每個(gè)處理重復(fù)3次。pH采用電位法〔m(水)∶V(土)為2.5∶1〕測(cè)定，有機(jī)質(zhì)含量采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法測(cè)定，腐殖酸含量采用焦磷酸鈉-氫氧化鈉提取重鉻酸鉀氧化容量法測(cè)定，全氮(TN)含量采用凱氏定氮法測(cè)定，全磷(TP)含量采用酸溶-鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀(TK)含量采用氫氟酸-高氯酸消煮法測(cè)定，速效氮(AN)含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷(AP)含量采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀(AK)含量采用乙酸銨提取-火焰光度計(jì)法測(cè)定，土壤電導(dǎo)率(EC)采用m(水)∶V(土)為5∶1浸提法測(cè)定。秸稈腐解率采用尼龍網(wǎng)袋法測(cè)定，將風(fēng)干秸稈剪成約10 cm長(zhǎng)，裝入尺寸為15 cm×10 cm的0.25 mm孔徑尼龍袋，每個(gè)小區(qū)放置15個(gè)尼龍袋，并置于0～20 cm深度。每隔30 d取3個(gè)尼龍袋進(jìn)行秸稈腐解率測(cè)定，結(jié)果取平均值。將尼龍袋中秸稈殘余物沖洗干凈后干燥、稱重，用失重法計(jì)算秸稈腐解率[11]。

1.3.3土壤酶活性測(cè)定

纖維素酶采用土壤纖維素酶(S-CL)活性檢測(cè)試劑盒(上海生工生物工程股份有限公司)測(cè)定，蔗糖酶采用土壤蔗糖酶(S-SC)測(cè)試盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)測(cè)定，堿性磷酸酶采用土壤堿性磷酸酶(S-AKP/ALP)測(cè)試盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)測(cè)定。

1.3.4土壤樣品總DNA的提取及微生物分析

取0.5 g土樣，采用MoBio PowerSoil?DNA提取試劑盒提取土壤DNA。將純化后的基因組DNA作為聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)的模板。采用phoD-F733(5′-TGGGAYGATCAYGARGT-3′)和phoD-R1083(5′-CTGSGCSAKSACRTTCCA-3′)引物對(duì)phoD基因片段進(jìn)行擴(kuò)增[12]，25 μL PCR反應(yīng)體系如下：正向和反向引物各0.8 μL，12.5 μL DNA聚合酶，1 μL DNA，無(wú)菌水9.9 μL。PCR擴(kuò)增程序：95 ℃變性5 min，95 ℃下30 s，58 ℃下30 s，72 ℃下30 s，30個(gè)循環(huán)，最后72 ℃延伸5 min。PCR產(chǎn)物經(jīng)過(guò)純化后，送至上海派森諾生物科技有限公司，采用Novogene公司Illumina NovaSeq 6000測(cè)序儀(2×250 bp雙端測(cè)序)進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序得到的原始圖像數(shù)據(jù)經(jīng)base calling轉(zhuǎn)化為序列數(shù)據(jù)，再對(duì)序列數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾[13]。

1.4 指標(biāo)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析

水穩(wěn)性大團(tuán)聚體數(shù)量(R0.25，%)計(jì)算公式[10]為

(1)

式(1)中，Mr>0.25為粒徑>0.25 mm的團(tuán)聚體質(zhì)量，g；MT為團(tuán)聚體總質(zhì)量，g。

土壤團(tuán)聚體平均質(zhì)量直徑(MWD，DMW，mm)計(jì)算公式[10]為

(2)

土壤團(tuán)聚體幾何平均直徑(GMD，DGM，mm)計(jì)算公式[10]為

(3)

式(2)～(3)中，Xi為i粒級(jí)團(tuán)聚體平均直徑，mm；Wi為i粒級(jí)團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

秸稈腐解率(Rd，%)計(jì)算公式[11]為

(4)

式(4)中，W1為初始秸稈干質(zhì)量，g；W2為腐解后秸稈干質(zhì)量，g。

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS Statistics 25.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析(ANOVA)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌劑配施對(duì)秸稈腐解的影響

如圖1所示，5個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)IT處理小麥秸稈腐解率均顯著高于CK處理，分別提高33.8%、39.4%、42.1%、21.3%和22.4%，在小麥秸稈粉碎覆蓋還田條件下，添加秸稈促腐菌劑對(duì)秸稈快速腐解有顯著促進(jìn)作用。

CK為對(duì)照，IT為添加促腐菌劑處理。*表示P<0.05。

2.2 菌劑配施對(duì)土壤理化性質(zhì)以及小麥產(chǎn)量和籽粒的影響

不同處理水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體分布見(jiàn)表1。如表1所示，2個(gè)處理<0.053 mm粒級(jí)水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)均最大，范圍在61.2%～72.6%之間，但不同粒級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)顯著差異。IT處理>2.0、>1.0～2.0、>0.5～1.0、>0.25～0.5和0.053～0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)較CK分別增加37.0%、34.3%、135%、40.6%和14.8%。以R0.25、MWD和GMD指標(biāo)分析土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，IT處理R0.25較CK提高62.5%，MWD顯著增加46.7%，GMD則增加22.2%。

表1 不同處理水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體分布特征

小麥產(chǎn)量和籽粒氮磷鉀養(yǎng)分含量(表2)表明，雖然IT和CK兩個(gè)處理間小麥產(chǎn)量無(wú)顯著差異，但I(xiàn)T處理產(chǎn)量比CK提高9.8%。與CK相比，IT處理籽粒全磷含量顯著提高28.1%，而籽粒全氮和全鉀含量無(wú)顯著差異，但數(shù)值上IT處理均高于CK，全氮和全鉀含量分別提高0.42%和0.65%。

表2 不同處理土壤理化性質(zhì)和小麥產(chǎn)量與籽粒養(yǎng)分分析

由表2可知，兩個(gè)處理土壤容重和pH無(wú)顯著性差異，但I(xiàn)T處理均略低于CK。IT處理有機(jī)質(zhì)、速效氮和速效磷含量分別比CK顯著提高11.8%、59.8%和62.6%。兩個(gè)處理腐殖酸、全氮、全磷、全鉀和速效鉀含量均無(wú)顯著差異。IT處理EC則比CK顯著降低8.70%。

2.3 菌劑配施對(duì)土壤酶活性的影響

相較于CK，添加促腐菌劑能夠有效提高相關(guān)土壤酶活性。由圖2可知，IT處理纖維素酶和堿性磷酸酶活性均顯著優(yōu)于CK，纖維素酶和堿性磷酸酶活泩分別顯著提高26.4%和33.8%。兩個(gè)處理間蔗糖酶活性無(wú)顯著差異，但I(xiàn)T比CK在數(shù)值上高10.9%。

CK為對(duì)照，IT為添加促腐菌劑處理。*表示P<0.05。

2.4 菌劑配施對(duì)土壤phoD多樣性和群落結(jié)構(gòu)的影響

不同處理土壤phoD微生物群落α多樣性指標(biāo)見(jiàn)圖3。

CK為對(duì)照，IT為添加促腐菌劑處理。*表示P<0.05。

Chao 1指數(shù)用于表征物種數(shù)量，IT處理比CK顯著提高10.9%；Shannon、Simpson和Pielou e指數(shù)用于表征物種多樣性，兩個(gè)處理間雖無(wú)顯著性差異，但I(xiàn)T處理較CK分別提高5.19%和1.05%和3.39%。

Venn圖能夠直觀展現(xiàn)不同樣本之間的物種重疊情況。由已得數(shù)據(jù)可知，IT和CK處理之間重疊物種數(shù)量有3 457種，IT處理特有物種為1 547種，CK特有物種有1 144種，IT處理獨(dú)有phoD物種數(shù)量更多。

在門水平上挑選phoD微生物群落豐度排名前7位的物種繪制成圖。如圖4所示，IT和CK處理土壤優(yōu)勢(shì)phoD種群均為放線菌門(Actinobacteria，33.1%～40.1%)，其他主要種群還包括浮霉菌門(Planctomycetes，4.52%～5.49%)、變形菌門(Proteobacteria，3.74%～4.07%)、厚壁菌門(Firmicutes，0.51%～0.63%)、酸桿菌門(Acidobacteria，0.07%)和藍(lán)細(xì)菌門(Cyanobacteria，0.02%)。

各處理屬水平上無(wú)顯著優(yōu)勢(shì)菌屬，最高菌屬占比僅為0.03%(數(shù)據(jù)未展示)。

CK為對(duì)照，IT為添加促腐菌劑處理。

采用冗余分析(RDA)探究phoD微生物群落結(jié)構(gòu)與土壤理化性質(zhì)間的相關(guān)性(圖5)。如圖5所示，AN、MWD、OM、EC和pH為R2值最高的5個(gè)環(huán)境影響因子，表明這5個(gè)環(huán)境影響因子與土壤phoD微生物群落相關(guān)性最高。IT處理phoD微生物群落結(jié)構(gòu)與MWD和AN含量呈正相關(guān)，與pH則呈負(fù)相關(guān)。成分1和成分2分別解釋了phoD細(xì)菌群落96.8%和2.17%的變化。IT和CK處理被縱坐標(biāo)軸完全分開(kāi)，表明兩個(gè)處理群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異。

3 討論

3.1 菌劑配施對(duì)小麥產(chǎn)量與秸稈腐解的影響

宋時(shí)麗等[14]探究水旱輪作(冬小麥-夏水稻)中秸稈還田配施腐熟復(fù)合菌劑對(duì)砂質(zhì)堿性土壤生態(tài)的影響，結(jié)果顯示添加腐熟復(fù)合菌劑處理小麥產(chǎn)量比常規(guī)處理顯著提升23.8%。而盛海君等[15]發(fā)現(xiàn)秸稈還田時(shí)是否施加菌劑對(duì)成熟期小麥產(chǎn)量影響不顯著，筆者研究結(jié)果與之一致。筆者發(fā)現(xiàn)秸稈腐熟劑在一定程度上對(duì)作物產(chǎn)量有促進(jìn)作用，但增產(chǎn)效果不顯著，需進(jìn)一步開(kāi)展長(zhǎng)期試驗(yàn)研究。由此可見(jiàn)，秸稈腐熟劑促產(chǎn)效果受到農(nóng)作物類型、地理環(huán)境、氣候條件和土壤類型等因素限制。筆者試驗(yàn)中添加秸稈促腐菌劑處理秸稈腐解率在5個(gè)不同取樣時(shí)間點(diǎn)始終高于對(duì)照，秸稈腐解率提升幅度先逐步升高，在3個(gè)月后達(dá)到最高，之后又緩慢下降，表明添加秸稈促腐菌劑有效促進(jìn)了秸稈降解，且前期促進(jìn)效果更明顯。李本旭等[16]發(fā)現(xiàn)秸稈還田配合使用秸稈腐熟菌劑，第30天降解率達(dá)到49.3%，比不施腐熟菌劑處理高7.4%，筆者研究結(jié)果與之一致。

圖5 土壤phoD微生物群落與環(huán)境因子的RDA分析

3.2 菌劑配施對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性能夠反映土壤結(jié)構(gòu)的持水性、穩(wěn)定性、通透性和抗侵蝕能力，不僅是評(píng)價(jià)團(tuán)聚體抵抗外力破壞能力的重要指標(biāo)[17]，也是衡量土壤結(jié)構(gòu)狀況和肥力水平的重要指標(biāo)[18]。與對(duì)照相比，添加秸稈促腐菌劑處理R0.25、MWD和土壤容重分別顯著提高62.5%、46.7%和降低4.17%，表明添加秸稈促腐菌劑顯著改善土壤物理結(jié)構(gòu)。MWD、GMD和R0.25均是表征土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)定性越強(qiáng)越有助于降低土壤團(tuán)聚體破壞率，增加土壤透氣性與養(yǎng)分固持能力，從而增強(qiáng)土壤微生物活性。朱敏等[19]研究表明，增施腐熟劑可有效降低土壤容重，并提升土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷等養(yǎng)分含量。筆者研究中添加秸稈促腐菌劑處理有機(jī)質(zhì)、速效氮和速效磷含量顯著提高，分別增加11.8%、59.8%和62.6%。添加秸稈腐熟劑能夠促進(jìn)秸稈快速腐解和釋放氮磷，這是因?yàn)槭┯媒斩捀靹┛s短了秸稈腐解周期，使秸稈中養(yǎng)分盡快釋放到土壤中[20]。宋時(shí)麗等[14]研究表明，在配施化肥條件下，促腐菌劑在腐解有機(jī)物料、釋放養(yǎng)分的同時(shí)，通過(guò)刺激有機(jī)質(zhì)分解功能菌群生長(zhǎng)和加強(qiáng)土壤酶活性[21]，達(dá)到在小麥生長(zhǎng)期間有效提高土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的效果。

3.3 菌劑配施對(duì)土壤酶活性和phoD微生物區(qū)系的影響

酶在土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換中起著重要作用，是土壤-作物體系中養(yǎng)分循環(huán)的主要調(diào)節(jié)者[22]。纖維素酶活性是一種重要的碳循環(huán)指標(biāo)，能將植物殘?bào)w分解成葡萄糖；磷酸酶活性則是反映土壤磷素生物轉(zhuǎn)化強(qiáng)度的重要指標(biāo)。筆者試驗(yàn)結(jié)果顯示，添加秸稈促腐菌劑處理堿性磷酸酶和纖維素酶活性分別顯著提高33.8%和26.4%。這可能是由于秸稈促腐菌劑為土壤帶來(lái)更多功能性微生物，加快了土壤中有機(jī)質(zhì)、纖維素等大分子物質(zhì)的降解速度，緩解了土壤高C/N的情況，又進(jìn)一步提升了土壤微生物代謝能力[23]。這與魏賽金等[3]研究結(jié)果相仿，添加秸稈促腐菌劑能夠增加秸稈腐解微生物數(shù)量，進(jìn)而提高相關(guān)酶活性，促進(jìn)秸稈腐解和養(yǎng)分釋放。薩如拉等[24]在室內(nèi)模擬玉米秸稈還田，發(fā)現(xiàn)施用秸稈腐熟劑后土壤堿性磷酸酶活性和纖維素酶活性均顯著提高，添加秸稈腐熟劑提高了土壤中碳氮磷的代謝水平，從而使得各類酶活性增加。

編碼堿性磷酸酶的phoD基因可以幫助土壤中微生物適應(yīng)有效磷含量的波動(dòng)。含phoD基因微生物代謝含磷源物質(zhì)，產(chǎn)生堿性磷酸酶，對(duì)土壤磷循環(huán)起到促進(jìn)作用[25]。Chao 1指數(shù)用于表征樣本中物種數(shù)量，其數(shù)值越大表明樣本中物種數(shù)越多。添加秸稈促腐菌劑處理土壤phoD微生物群落物種數(shù)量(Chao 1指數(shù)，圖3)顯著高于對(duì)照，有效增加了土壤phoD微生物群落物種數(shù)量。添加秸稈促腐菌劑處理Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou e指數(shù)在數(shù)值上也高于對(duì)照，但差異不顯著。雖然添加秸稈促腐菌劑處理phoD微生物群落門水平分類上數(shù)量與對(duì)照無(wú)顯著差異，但Venn圖分析表明，添加秸稈促腐菌劑處理特有phoD物種數(shù)更多，也進(jìn)一步印證了秸稈促腐菌劑可促進(jìn)土壤phoD微生物群落物種數(shù)量提升。HU等[26]研究表明，具有高有機(jī)質(zhì)含量的有機(jī)施肥組合能顯著影響phoD微生物群落，通過(guò)調(diào)節(jié)土壤堿性磷酸酶活性來(lái)促進(jìn)土壤phoD基因群落生長(zhǎng)，增加土壤磷的可獲得性。讓秸稈快速腐解釋放更多的有機(jī)無(wú)機(jī)養(yǎng)分可能是秸稈促腐菌劑能提升phoD微生物群落數(shù)量的主要原因。RAGOT等[27]研究發(fā)現(xiàn)，pH和全氮是影響phoD微生物豐度和堿性磷酸酶的重要因子，與之相似，筆者研究發(fā)現(xiàn)pH、MWD和速效氮含量是驅(qū)動(dòng)含phoD基因群落結(jié)構(gòu)變化的重要環(huán)境因子，這表明養(yǎng)分供應(yīng)和團(tuán)聚體穩(wěn)定性對(duì)含磷物質(zhì)微生物礦化起重要作用。楊文娜等[5]探究土壤phoD微生物群落對(duì)化肥和有機(jī)肥配施生物炭的響應(yīng)機(jī)制，同樣發(fā)現(xiàn)pH對(duì)phoD微生物群落結(jié)構(gòu)的影響最為強(qiáng)烈。已有研究[13]顯示，堿性磷酸酶基因豐度與養(yǎng)分礦化有關(guān)，表明有機(jī)磷礦化是有機(jī)碳源礦化的副產(chǎn)物。筆者試驗(yàn)中，增施秸稈促腐菌劑加速了秸稈腐解速度，提高了土壤碳源和土壤phoD微生物群落物種多樣性，加速了土壤磷循環(huán)，從而達(dá)到改善農(nóng)田磷養(yǎng)分供應(yīng)的目的。

4 結(jié)論

以水稻-小麥輪作系統(tǒng)為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)添加秸稈促腐菌劑能夠有效加速秸稈腐解，提升土壤質(zhì)量，促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，在提高土壤堿性磷酸酶活性以及土壤phoD微生物群落豐度和多樣性的同時(shí)也提高了作物籽粒中磷含量。因此，配施秸稈促腐菌劑對(duì)提高秸稈還田的生態(tài)效益，尤其是土壤磷循環(huán)具有顯著促進(jìn)作用，是一種可取的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。