高寒地区根瘤菌拌种对禾/豆混播土壤微生物群落的影响

拌种根瘤菌是提高植物固氮效率的有效手段之一。本研究探讨了根瘤菌拌种处理对高寒地区典型禾/豆混播中土壤微生物群落结构和多样性的影响,旨在为根瘤菌拌种在牧草生产应用中提供理论依据。以苜蓿‘北林201’、‘川草2号’老芒麦和‘阿坝’垂穗披碱草混播为研究对象,设置根瘤菌拌种和不拌种两个处理。采集根周土壤和根际土壤,基于16S rRNA基因高通量测序技术分析原核生物多样性和群落结构,FAPROTAX对不同处理原核微生物群落功能进行预测,并通过BugBase分析比较不同处理下原核微生物高水平表型的分类和变化。32个土壤样品共检测到8814个OTU,分属于6个门3577个属。优势门为放线菌门(Actinobacteria)(26.11%-46.20%)和变形菌门(Proteobacteria)(20.61%-32.91%)。拌根瘤菌改变了牧草土壤中原核生物的群落结构,拌种处理的原核微生物多样性指数(Observed_richness、Shannon index、inverse Simpson index)都显著(P<0.05)低于不拌种。拌根瘤菌增加了消化作用以及反硝化功能的相对丰度。拌种处理后禾本科根际土壤原核微生物的需氧、厌氧、兼性厌氧、革兰氏阴性、革兰氏阳性的种群增加,而豆科结果与之相反。拌种后,豆科根际的nifH基因显著高于不拌种的丰度。拌根瘤菌降低了禾/豆混播草地土壤原核微生物的α多样性,改变了土壤原核微生物群落的结构组成,增加了消化作用和反硝化作用种群的相对丰度,并提高了nifH基因的丰度。本研究为根瘤菌拌种在禾/豆混播栽培方式提供了科学依据。