稻虾种养系统水稻根际土壤活性有机碳、微生物群落结构及其相互关系

摘要

为了探明稻虾种养系统土壤活性有机碳的动态转化规律和潜在机制，基于稻田根际土壤有机碳的测定和16S rDNA扩增子高通量测序技术，对比研究了水稻单作（MR）和稻虾种养（CR）两种模式在水稻分蘖期、抽穗期和成熟期根际土壤活性有机碳含量和微生物群落的变化规律，并分析了它们之间的相互关系。结果表明，相比MR模式，CR模式在分蘖期、抽穗期和成熟期水稻根际土壤总有机碳（TOC）和颗粒有机碳（POC）含量（P＜0.05）显著升高，抽穗期、成熟期易氧化有机碳（LOC）含量，以及分蘖期微生物量碳（MBC）含量显著增加，但抽穗期和成熟期可溶性有机碳（DOC）含量显著降低。主成分分析表明，CR模式下的微生物群落与MR模式存在明显差异。CR模式抽穗期unclassified＿Anaerolineaceae,以及分蘖期和抽穗期unclassified＿Steroidobacteraceae的相对丰度较MR模式分别显著增加了93.53%、120.85%和389.79%。代谢通路分析表明，CR模式水稻分蘖期原核生物的碳固定途径、甲烷代谢等代谢通路的相对丰度显著高于MR模式。相关性分析和冗余分析的结果表明，根际各活性有机碳含量与微生物群落组成存在显著相关性，POC可能是影响稻虾系统水稻根际土壤微生物群落的重要因素。