生科院戴傳超教授課題組在過度利用“稻蝦共作”模式土壤微生物研究方面取得新進(jìn)展
近日，我校生科院戴傳超教授課題組在對(duì) “稻蝦（水稻-小龍蝦）共作”農(nóng)業(yè)生態(tài)模式的研究中發(fā)現(xiàn)，過度利用該模式或?qū)淼咎锿寥牢⑸锷鷳B(tài)環(huán)境的破壞。相關(guān)成果以“Destruction of the soil microbial ecological environment caused by the over-utilization of the rice-crayfish co-cropping pattern”為題發(fā)表在《Science of the Total Environment》上。戴傳超教授為論文通訊作者，張楊博士后為第一作者?！禨cience of the Total Environment》是環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的TOP期刊，其2020年影響因子為6.551。
近年來，“稻蝦共作”模式因其農(nóng)藝技術(shù)簡單、經(jīng)濟(jì)效益高，在農(nóng)業(yè)上得到了迅速發(fā)展。然而，由于這種模式的過度利用而造成的稻田土壤微生物潛在的生態(tài)問題卻鮮有人報(bào)道。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，與水稻單作相比，長期過度利用的稻蝦共作模式會(huì)降低稻田土壤微生物豐富度和多樣性。尤其表現(xiàn)在參與氮素分解利用的微生物豐度降低，參與碳素分解利用的微生物豐度增加，這直接導(dǎo)致了氮循環(huán)功能的減少和碳循環(huán)功能的增加。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在水稻生長的整個(gè)生育期內(nèi)，“稻蝦共作”模式土壤中Firmicutes門（以Bacillus芽孢桿菌屬和Clostridium梭菌屬為主）和Chloroflexi綠彎菌門（以Anaerolineaceae厭氧繩菌科為主）的特異性敏感OTU的相對(duì)豐度顯著高于水稻單作模式，而Nitrospirae硝化螺旋菌門（以Nitrospira硝化螺旋菌屬為主）、Gemmatimonadetes芽單胞菌門（以Gemmatimonas芽單胞菌屬為主）的特異性敏感OTU的相對(duì)豐度顯著高于水稻單作模式，Actinobacteria放線菌門（以Nocardioides類諾卡氏菌屬為主）顯著低于水稻單作模式。
群落整體分析發(fā)現(xiàn)，兩種稻作模式，在水稻生長的不同生育期階段均有著對(duì)生育期特異性敏感變化的OTU存在，而這些OTU顯著驅(qū)動(dòng)著微生物群落網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成規(guī)律。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這些生育期敏感OTU構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)模塊對(duì)于土壤養(yǎng)分的調(diào)控方面均具有正向協(xié)同效應(yīng)。因此，發(fā)現(xiàn)生育期特異性敏感的OTU的物種分類、豐度和功能是制定“稻蝦共作”模式土壤微生物生態(tài)管理策略的基礎(chǔ)，對(duì)研究不同稻作模式土壤微生物群落構(gòu)成和土壤健康具有重要意義。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721028655
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