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作物杂志,2024, 第4期: 209–215 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.04.027

所属专题： 棉麻作物

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

复合微生物肥对棉田土壤养分及根际细菌群落的影响

吕博1(), 丁亮1(), 过聪1, 陈锋1, 周海平2, 汪雪松2, 董小林3, 向发云1()   

  1. 1湖北省农业科学院经济作物研究所/农业农村部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室，430072，湖北武汉
    2鄂州市农业科学研究所，436000，湖北鄂州
    3农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室/长江大学农学院，434025，湖北荆州
  • 收稿日期:2023-07-26 修回日期:2023-11-28 出版日期:2024-08-15 发布日期:2024-08-14
  • 通讯作者: 向发云，研究方向为观赏植物栽培育种，E-mail：xfy323@hbaas.ac.cn
  • 作者简介:吕博，研究方向为植物病虫害防治及抗病育种，E-mail：384745410@qq.com；丁亮为共同第一作者，研究方向为经济作物栽培，E-mail：102846391@qq.com
  • 基金资助:
    湖北省农业科技创新中心项目(2019-620-000-001-08)

Effects of Compound Microbial Fertilizer on Soil Nutrients and Rhizosphere Bacterial Community in Cotton Field

Lü Bo1(), Ding Liang1(), Guo Cong1, Chen Feng1, Zhou Haiping2, Wang Xuesong2, Dong Xiaolin3, Xiang Fayun1()   

  1. 1Industrial Crops Institute of Hubei Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Cotton Biology and Genetic Breeding in the Middle Reaches of the Yangtze River, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430072, Hubei, China
    2Ezhou Agricultural Science Research Institute, Ezhou 436000, Hubei, China
    3Key Laboratory of Sustainable Crop Production in the Middle Reaches of the Yangtze River, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / College of Agriculture, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei, China
  • Received:2023-07-26 Revised:2023-11-28 Online:2024-08-15 Published:2024-08-14

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PDF (PC)

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摘要：

为探究复合微生物肥对棉田土壤养分及根际细菌群落的影响，设置不施用复合微生物肥（T0）和施用复合微生物肥（T1~T4）共5个处理，通过田间试验测定各处理棉花根际土壤养分含量、棉花籽棉和皮棉产量，并对不同处理根际土样本进行16S rDNA高通量测序分析。结果表明，与T0相比，T1~T4处理的土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量显著增加，籽棉产量提高5.59%~14.28%，皮棉产量提高5.65%~16.64%。各处理土壤中优势菌门主要为变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria），优势菌目主要为鞘脂单胞菌目（Sphingomonadales）、酸杆菌目（Acidobacteriales）、芽单胞菌目（Gemmatimonadales）。与T0相比，T1~T4处理土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和芽单胞菌属（Gemmatimonas）相对丰度显著升高，而酸杆菌属（Acidobacterium）和RB41相对丰度显著降低。鞘氨醇单胞菌属和芽单胞菌属相对丰度与有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量呈正相关。综上所述，施用复合微生物肥可增加棉花根际优势菌群鞘氨醇单胞菌属和芽单胞菌属相对丰度，促进土壤养分释放，提高棉花产量。

关键词: 复合微生物肥, 棉花, 产量, 土壤养分, 细菌群落

Abstract:

In order to explore the effects of compound microbial fertilizer on soil nutrients and rhizosphere bacterial community in cotton field, five treatments of without application of compound microbial fertilizer (T0) and application of compound microbial fertilizer (T1-T4) were set up. Field experiments were conducted to determine the nutrient content of cotton rhizosphere soil, cotton seed and lint yield under different treatments, and high-throughput 16S rDNA sequencing was performed on rhizosphere soil samples from different treatments. The results showed that compared with T0, the contents of soil organic matter, alkaline nitrogen, available phosphorus and available potassium in T1-T4 treatments increased significantly, the seed cotton yield increased by 5.59%-14.28%, and the lint yield increased by 5.65%-16.64%. The dominant bacteria in different soil treatments at phylum level were mainly Proteobacteria and Acidobacteria, while the dominant bacterial in different treatments at the order level were mainly Sphingomonadales, Acidobacteriales and Gemmatimonadales. Compared with the control, the relative abundance of Sphingomonas and Gemmatimonas in the soil treated with T1-T4 increased significantly, while the relative abundance of Acidobacterium and RB41 decreased significantly. The relative abundance of Sphingomonas and Gemmatimonas were positively correlated with the contents of organic matter, alkaline nitrogen, available phosphorus and available potassium. In summary, the application of compound microbial fertilizer can increase the abundance of the dominant rhizosphere bacteria of cotton, Sphingomonas and Gemmatimonas, promote the release of soil nutrients, and increase cotton yield.

Key words: Compound microbial fertilizer, Cotton, Yield, Soil nutrients, Bacterial communities

表1

不同处理对土壤养分的影响

处理
Treatment		 碱解氮
Alkali hydrolyzed nitrogen (mg/kg)		 有效磷
Available phosphorus (mg/kg)		 速效钾
Available K (mg/kg)		 有机质
Organic matter (g/kg)		 pH
T0 63.51±1.32c 10.55±0.12c 306.51±4.25c 7.90±0.02b 7.81±0.01a
T1 69.84±1.56b 11.43±0.21b 336.70±5.31b 8.54±0.03a 7.79±0.02a
T2 78.84±0.89a 12.13±0.14a 350.59±2.74a 8.86±0.02a 7.83±0.01a
T3 82.35±1.41a 12.02±0.17a 363.96±4.72a 8.93±0.03a 7.82±0.01a
T4 80.54±1.76a 11.77±0.15b 346.07±6.16a 8.71±0.01a 7.82±0.02a

表2

不同处理对棉花产量的影响

处理
Treatment		 籽棉产量Seed cotton yield 皮棉产量Lint yield 衣分
Lint percentage
(%)
数值
Value (kg/hm2)		 比对照±
Comparative control ± (%)		 数值
Value (kg/hm2)		 比对照±
Comparative control ± (%)
T0 5666.80±104.11c － 2404.65±89.93b － 42.41±0.85a
T1 5983.65±102.24bc 5.59 2540.40±85.37ab 5.65 42.44±0.82a
T2 6293.75±99.05ab 11.06 2718.60±90.44a 13.06 43.17±0.77a
T3 6475.75±94.48a 14.28 2804.70±85.24a 16.64 43.30±0.85a
T4 6136.05±96.20b 8.28 2637.90±85.80ab 9.70 42.97±0.73a

表3

根际土壤细菌群落多样性指数

处理
Treatment		 覆盖率
Coverage		 Shannon指数
Shannon index		 ACE指数
ACE index
T0 0.750b 7.151d 21 064.81c
T1 0.805a 7.281c 22 164.07c
T2 0.768b 7.413b 23 264.12c
T3 0.746b 7.531b 28 064.46a
T4 0.744b 7.824a 25 064.85b

图1

不同处理在微生物分类单元门级水平上的相对丰度

图2

不同处理在微生物分类单元目级水平上的相对丰度

图3

不同处理中优势菌属的相对丰度

图4

不同处理中部分优势菌属相对丰度与土壤养分的冗余分析

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