干湿变化调控稻田土壤活性细菌群落与潜在功能

作     者：丁晨晓 刘耀威 刘亥扬 叶鑫喆 陈雅雯 叶静 邸洪杰 徐建明 李勇 DING Chenxiao;LIU Yaowei;LIU Haiyang;YE Xinzhe;CHEN Yawen;YE Jing;DI Hongjie;XU Jianming;LI Yong

作者机构：浙江省农业资源与环境重点实验室浙江大学环境与资源学院杭州310058 河南农业大学环境与资源学院郑州450002 

出 版 物：《土壤学报》 (Acta Pedologica Sinica)

年 卷 期：2024年第61卷第5期

页      面：1421-1431页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFD1900300) 浙江省自然科学基金项目(LR23D010002)资助 

主　　题：干湿变化 稻田土壤 活性细菌 多样性 群落构建 功能预测 

摘      要：大量研究发现干湿变化显著影响土壤微生物群落和温室气体排放。然而,土壤干湿变化下活性微生物和温室气体排放的瞬时动态变化仍不清楚。因此,本实验首先观察稻田土壤在干旱、湿润和干湿变化三种情况下细菌群落和温室气体排放的动态变化,然后运用基于18O的稳定性同位素核酸探针技术(DNA-SIP)和高通量测序探讨干湿变化下土壤活性细菌群落的多样性、构建与潜在功能。相比于干旱和湿润处理,干湿变化显著促进二氧化碳的排放和含有更高相对丰度的放线菌门和浮霉菌门。干湿变化下变形菌门、放线菌门和浮霉菌门的相对丰度均随着培养时间呈现显著增长。而DNA-SIP试验结果表明干湿变化处理活性细菌的alpha多样性随着培养时间显著降低,变形菌门和放线菌门细菌是最主要的活性细菌,其中变形菌门中黏球菌目的相对丰度随培养时间呈显著增加。活性细菌的群落构建由确定性所主导,且随着培养进行,确定性的主导作用进一步加强。活性细菌的功能预测进一步发现碳水化合物代谢潜能随培养时间显著降低。综上,干湿变化处理显著改变土壤细菌群落,并促进稻田土壤二氧化碳排放,干湿变化处理的活性细菌由变形菌门和放线菌门细菌主导,活性细菌的群落构建由确定性过程主导。