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水稻种植每年产生大量水稻秸秆,稻秆的不合理利用会造成环境污染和资源的浪费。秸秆的碳氮比(C/N)过高影响分解秸秆的微生物发挥作用,需施加化学氮肥来调节腐解底物的C/N比,促进稻秸的腐解。固氮蓝藻是具有固氮能力的光合自养型生物,在稻田中能够长期供氮,如果能够用固氮蓝藻代替化学氮肥发挥作用,在农业生产上具有重要的意义。本研究采用限制性培养技术构建了固氮蓝藻复合菌系,采用高通量测序技术检测了固氮蓝藻复合菌系的群落组成,评估了6种市售秸秆促腐剂配施固氮蓝藻复合菌系组合的腐解稻秆能力,将固氮蓝藻复合菌系和微生物促腐剂按常规用量施入盆栽水稻水体中,探索了固氮蓝藻复合菌系和促腐剂对水稻产量和品质的影响,检测了土壤细菌群落结构变化和土壤酶活性、微生物数量的变化,旨在明晰固氮蓝藻和促腐剂对高产优质水稻土壤细菌群落的影响,得到如下研究结果:1.将取自多个地点的稻田水样和土样混合后,在无氮的BG-11液体培养基中富集培养得到固氮蓝藻菌群,提取富集后的固氮蓝藻复合系的微生物菌体DNA,基于16S rRNA和nifH基因进行高通量测序,分析复合菌系的群落组成,发现该菌系中具有丰度较高的三种蓝藻类型:湖丝藻(Limnothrix)、细鞘丝藻(Leptolyngbya)和眉藻(Calothrix),还检测到一些蓝藻的伴生细菌以及一些具有固氮能力的细菌。2.利用平板培养法,筛选6种微生物促腐剂与固氮蓝藻配合降解水稻秸秆效果较好的组合,设14组处理,结果发现,6种促腐剂均能促进水稻秸秆的腐解,培养结束时,配施QF+L处理的秸秆失重率最高达30.09%。在平板培养过程中QF是较好的促腐剂,且添加固氮蓝藻能促进提高水稻秸秆的腐解能力。3.秸秆30%还田盆栽水稻条件下,设置4个处理,即仅秸秆还田CK、秸秆+促腐剂(SDS-)、秸秆+固氮蓝藻(CS-)和秸秆+固氮蓝藻+促腐剂处理(SDCS-),每个处理5次重复。试验结果发现:促腐剂(SDS-)使稻米的垩白度显著升高降低外观品质,降低了甲基孢囊菌属(Methylocystis)和参与碳循环的厌氧氨化细菌(Candidatus_Brocadia)的类群的丰度,孕穗期土壤脲酶活性显著降低。固氮蓝藻(CS-)降低垩白度提高稻米外观品质,灌浆期土壤中具有生防作用的溶杆菌(Lysobacter)和降解微囊藻毒素的鞘脂单胞菌属(Sphingopyxis)的丰度升高,孕穗期和灌浆期脲酶显著升高。固氮蓝藻和促腐剂(SDCS-)配施处理可降低稻米垩白度,提高稻米外观品质,收获期稻田土壤中具有降解纤维素的噬细胞菌属(Cytophaga)和参与物质循环的菌属(Syntrophorhabdus)丰度升高,该处理孕穗期和灌浆期的土壤脲酶和蔗糖酶活性显著升高。从细菌群落结构分析发现,SDS、CS及SDCS三处理的细菌群落与CK相比,土壤中细菌群落发生了明显著改变。4.全量还田盆栽水稻条件下,设6个处理,即仅秸秆还田CK、秸秆+促腐剂(SDS)、秸秆+固氮蓝藻(CS)、秸秆+固氮蓝藻+促腐剂(SDCS)、秸秆+促腐剂+减肥20%(SDDS)、秸秆+固氮蓝藻+促腐剂+减肥20%(SDCDS),9次重复。试验结果发现:正常施肥时,促腐剂(SDS)能够显著提高水稻理论产量20.38%,降低了稻米外观品质,土壤样品基于16S rRNA和nifH基因进行高通量测序,发现促腐剂增加了促进植物生长的菌属(Anaerolineaceae)、促进稻田土壤中有机碳分解的厌氧绳菌属(Anaerolinea)、分解枯木的菌属(Acidobacteriales-norank)的丰度,土壤中某些细菌的丰度降低,如参与砷循环的地杆菌属(Geobacter)、衡量农药残留量指标的纤绳菌属(Leptolinea)和抑制土壤中甲烷产生的脱硫叶菌属(Desulfobulbus)的丰度,土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶活性显著升高。CS、SDCS和SDCDS均能降低稻米的垩白度提高外观品质,来自固氮蓝藻菌系具有固氮能力的固氮弓菌属(Azoarcus)的丰度上升,Algoriphagus、Hoeflea、Pseudodesulfovibrio的丰度显著下降。固氮蓝藻和促腐剂(SDCDS)在减少施肥20%条件下水稻不减产,还能降低垩白度提升品质,Anaerolineaceae和UTCFX1类群的相对丰度显著上升。SDCS和SDCDS能提高灌浆期土壤脲酶和磷酸酶活性。从群落结构分析发现,16SrRNA基因测序时,处理组的土壤细菌群落结构发生了变化。nifH基因测序时,单独施加固氮蓝藻的的土壤细菌群落发生较大变化,其它处理对细菌群落影响较小。综上所述,促腐剂在秸秆全量还田常规施肥条件下能够提高水稻产量,降低外观品质,固氮蓝藻具有提升稻米外观品质的能力,在减少施肥20%条件下配施促腐剂可使水稻不减产。固氮蓝藻和促腐剂通过影响土壤中细菌的群落组成改变水稻的生长状况,固氮蓝藻菌系中的一些固氮细菌在加入固氮蓝藻的土壤中丰度上升,固氮蓝藻菌系和促腐剂大范围应用还需进一步的试验进行推广应用。