秸稈腐熟劑對水稻秧苗素質(zhì)及育秧基質(zhì)微生物的影響

王 津 魏賽金 魏麗梅

(1江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，江西 南昌 330045；2江西農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用微生物研究所，江西 南昌 330045)

水稻秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的農(nóng)業(yè)廢棄物，對其進行還田可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物再利用。秸稈還田分為直接還田和間接還田兩種形式。秸稈直接還田會導(dǎo)致植物土傳、種傳病蟲害加重[1]，會超過土壤自凈能力導(dǎo)致厭氧腐敗發(fā)生，也會引起農(nóng)作物連作障礙等問題，因此生物質(zhì)資源和耕地土壤資源再利用受制約。而秸稈間接還田，可以消除大多數(shù)秸稈直接還田所帶來的負(fù)面影響[2]。堆漚方法具有降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)力、提高農(nóng)作物品質(zhì)等諸多優(yōu)點，是秸稈還田無害化、減量化、資源化的有效途徑之一，符合“綠色和諧可持續(xù)”的發(fā)展理念，是目前秸稈還田常用方法之一[3]。但自然堆漚的速度緩慢且其腐熟程度有待提高，而通過添加外源微生物作為腐熟劑能夠有效促進堆漚的進程，并引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注。

腐熟劑可以促進農(nóng)作物秸稈、殘茬及糞便的腐熟，并且其終產(chǎn)物可作為微生物肥料、微生物燃料、微生物燃料電池[4]。起爆劑是微生物易利用的糖類、蛋白質(zhì)及其他化學(xué)物質(zhì)，能提高堆肥前期微生物活性，加速堆肥進程[5]。堆漚時按比例混合秸稈腐熟劑和起爆劑能有效提高秸稈堆漚用作微生物肥料的進程。微生物肥料具有增加土壤孔隙度、調(diào)節(jié)酸堿平衡、有效增強土壤保持、供給水肥能力、肥效持久性高、并對人畜無毒無害等特點[6]。秸稈腐熟劑作為土壤改良劑，能改善土壤生態(tài)環(huán)境[7]，豐富土壤微生物群落。在植物種植過程中添加外源微生物或微生物肥料將影響植物根際微生物群落結(jié)構(gòu)，也影響其“核心根際微生物”。研究“核心根際微生物組”既能過濾掉功能冗余且極易受環(huán)境影響的微生物，又能保留在環(huán)境中穩(wěn)定存在并對植物生長發(fā)育具高效作用的核心根際微生物，能有效簡化對土壤根際微生物的分析[8－9]。“核心根際微生物組”可在農(nóng)作物根際形成一層生物膜對農(nóng)作物產(chǎn)生直接影響，提高植物保水保肥及抗病能力；并可以通過分泌關(guān)鍵活性物質(zhì)對根系分泌物、植物激素、信號分子產(chǎn)生影響來改變植物與微生物之間的通訊，從而間接誘導(dǎo)農(nóng)作物的抗逆性與抗病性，促進農(nóng)作物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和能量流動[10]。通過直接和間接的共同作用，“核心根際微生物組”具有促進農(nóng)作物生長、提高農(nóng)作物產(chǎn)量的效果。土壤、微生物、植物三者間相互制約、相互促進、相互影響形成一個錯綜復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)，但影響這三者間關(guān)系網(wǎng)的因素頗多，且尚不清晰。

本研究將通過分析秸稈發(fā)酵育秧基質(zhì)的理化性質(zhì)、酶活性和微生物群落的多樣性，從微生物學(xué)角度揭示添加秸稈腐熟劑發(fā)酵秸稈基質(zhì)提高水稻秧苗素質(zhì)的機制，旨在為秸稈腐熟劑及秸稈的合理利用提供生態(tài)學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地概況

供試水稻品種為春光一號，由江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所提供；秸稈腐熟劑(由木糖氧化無色桿菌、韋氏芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、葡萄球菌5種細(xì)菌和黑曲霉配制而成，其中黑曲霉孢子的濃度為1.0×1010CFU·g－1，細(xì)菌總數(shù)為1.5×1010CFU·g－1)。

試驗于江西農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用微生物研究所進行，水稻秸稈及土壤從江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院獲得。土壤和水稻秸稈均粉碎并過20 目篩。

1.2 試驗設(shè)計

按照土壤∶秸稈發(fā)酵物＝1 ∶2配制育秧基質(zhì)，設(shè)置接種秸稈腐熟劑和不加秸稈腐熟劑對照組2 個處理，進行育秧試驗，試驗重復(fù)3 次。秸稈發(fā)酵以1%尿素、0.1%氯化鈣、0.2%復(fù)合肥料作為起爆劑，與20 kg 水稻秸稈粉末混合均勻，并接種1%的秸稈腐熟劑(以不加秸稈腐熟劑為對照組)，自來水調(diào)節(jié)水分含量75%±2%，混合均勻、保持濕潤堆漚15 d。

將200 粒水稻種子于濕濾紙上發(fā)芽一周，播種到塑料托盤(58 cm×28 cm×3 cm，內(nèi)裝有2. 0 cm 厚的育秧基質(zhì))上，并用細(xì)土覆蓋，定期灌溉，保持基質(zhì)濕潤但無明顯積水，白天和黑夜平均溫度分別為28℃、20℃。播種30 d 后，扣盆，輕輕抖動，去除根系周圍易掉落基質(zhì)，再在無菌自封袋中抖動數(shù)分鐘，收集根際基質(zhì)，過20 目篩后分成兩2 份，1 份用于基質(zhì)酶活性和理化性質(zhì)測定，1 份用于根際基質(zhì)微生物群落分析。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 水稻秧苗素質(zhì) 培育30 d 后隨機選取不同處理組各100 株水稻樣本用蒸餾水沖洗，并測定地上部鮮重、地下部鮮重、株高、假莖寬、葉寬、葉長、胚芽鞘長、總根數(shù)、白根數(shù)、主根長。株高為根莖部到生長點間的長度，假莖寬為距離根部2 cm 處莖稈的寬度，胚芽鞘長為抽芽處至該芽尖的長度[6]。

1.3.2 根際基質(zhì)酶和根際基質(zhì)養(yǎng)分的測定 脲酶活性采用苯酚－次氯酸鈉比色法測定；蔗糖酶活性采用3，5－二硝基水楊酸比色法測定；土壤纖維素酶活性采用蒽酮比色法測定；過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定[11]?；|(zhì)中有機質(zhì)含量采用重鉻酸鹽氧化法測定[12]；總氮和有效氮含量采用凱氏消化法和堿解擴散法測定[13]；有效磷含量采用鉬藍法測定[14]，有效鉀含量采用火焰光度法測定[13]。

1.3.3 基質(zhì)中三大類微生物和功能細(xì)菌的測定 通過稀釋平板計數(shù)法確定根際基質(zhì)中可培養(yǎng)細(xì)菌、放線菌、真菌的生物量[15]。通過最大或然數(shù)法(application effect of most probable number method，MPN)測定可培養(yǎng)功能細(xì)菌的生物量[16]。

1.3.4 根際土壤細(xì)菌末端限制性片段長度多樣性分析 利用DNA 提取試劑盒(上海生工)收集根際基質(zhì)微生物總DNA。用通用引物27F-FAM 和1525R 經(jīng)擴增總DNA。PCR 反應(yīng)程序:94℃預(yù)變性5 min；94℃變性1 min，62℃退火45 s，72℃延伸90 s，34 個循環(huán)；72℃延伸10 min，4℃保溫10 min。PCR 擴增完成后用1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定，并用UNIQ－10 柱凝膠提取試劑盒(上海生工)純化PCR 產(chǎn)物[17]。使用HaeⅢ內(nèi)切酶(TaKaRa，大連)和MspⅠ內(nèi)切酶(TaKaRa，大連)分別消化16S rDNA。再使用Qiaquick Nucleotide Removal Kit 試劑盒(Qiagen，美國)將酶切產(chǎn)物進行脫鹽。用3130ABI 自動測序分析儀(美國Applied Biosystems)毛細(xì)管電泳分離酶切產(chǎn)物，并通過Gene Mapper ID(美國Applied Biosystems)分析電泳所得到的產(chǎn)物。最后，用Gene Scan－500 TAMRA (美國Applied Biosystems) 分析計算酶切產(chǎn)物片段的大小[10]，并基于16S rDNA 分析其末端標(biāo)記限制性片段長度多樣性( terminal restriction fragment length polymorphism，T-RFLP)。

根際基質(zhì)細(xì)菌類群的獲得:先通過MiCA:Microbial Community Analysis Ⅲ數(shù)據(jù)庫(http:/ /mica.ibest.uidaho.edu/pat.php)查找酶切序列長度，找出其所對應(yīng)的細(xì)菌類群[15]。再通過NCBI、Google Scholar、Springer 等數(shù)據(jù)庫查找其功能及應(yīng)用，最后按功能分類。

根際基質(zhì)細(xì)菌多樣性分析:運用生態(tài)學(xué)軟件BIODAP 對不同處理組的16S rDNA T-RFLP 數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，通過Shannon-wiener index、Simpson′s index、Berger-Parker index 和Jaccard similarity index 對育秧基質(zhì)微生物群落結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)計分析。通過在線程序BLAST(http:/ /www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST)分析2個處理組菌群，將其與GenBank 中其他基因序列比較，用DNAMAN 構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2010 和DPS 7.05 進行數(shù)據(jù)處理和Duncan 氏新復(fù)極差法檢驗其差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈腐熟劑對水稻秧苗素質(zhì)及育秧基質(zhì)理化性質(zhì)影響

由表1～3 可知，與對照組相比，腐熟劑處理組水稻秧苗總鮮重、地上鮮重、地下鮮重、株高、假莖寬、總根數(shù)、白根數(shù)、主根長分組根際土壤脲酶、蔗糖酶、纖維素酶、過氧化氫酶活性均提高；腐熟劑處理組基質(zhì)有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量分別顯著提高67.67%、36.84%、48.98%、42.43%。

表1 秸稈腐熟劑對秧苗素質(zhì)的影響Table 1 Effect of straw decomposition agent on roots biomass in rice seedlings

表2 秸稈腐熟劑對水稻根際基質(zhì)酶活性的影響Table 2 Effect of straw decomposition agent on enzyme activities in the rice rhizosphere substrate

表3 秸稈腐熟劑對育秧基質(zhì)礦質(zhì)養(yǎng)分的影響Table 3 Effect of straw decomposition agent on substrate mineral nutrient

2.2 秸稈腐熟劑對育秧基質(zhì)微生物影響

2.2.1 秸稈腐熟劑對可培養(yǎng)微生物的影響 由表4可知，接種秸稈腐熟劑使育苗基質(zhì)中可培養(yǎng)微生物發(fā)生了不同程度的變化。與對照組相比，腐熟劑處理組的細(xì)菌和真菌數(shù)量分別增加了3.61 和70.67 倍。其中亞硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、好氣性纖維素分解菌、硅酸鹽細(xì)菌、硝化細(xì)菌、好氣性自生固氮菌生物量分別提高了136.50、17.61、3.99、5.65、2.63、0.27 倍，無機磷細(xì)菌、厭氧性自生固氮菌、鐵細(xì)菌、厭氣性纖維素分解菌分別提高了39.52%、21.65%、21.49%、16.73%，綜上所述腐熟劑對育秧基質(zhì)中的可培養(yǎng)的細(xì)菌、霉菌、放線菌等都造成了一定的影響，對可培養(yǎng)微生物的群落結(jié)構(gòu)造成了擾動。

表4 秸稈腐熟劑對育苗基質(zhì)中可培養(yǎng)微生物的影響Table 4 Effect of straw decomposition agent on culturable microorganisms in substrate

2.2.2 基質(zhì)細(xì)菌16S rDNA T-RFLP 分析 以典型的HaeⅢ酶切T-RFLP 圖譜為代表分析(圖1)，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，腐熟菌劑處理組部分特異性末端限制性酶切片段(如HaeⅢ酶切產(chǎn)生的66、106、196、285 bp 等片段)含量差異較大。圖2 為MasⅠ酶切圖譜，觀察到120～160 bp 片段含量差異較大。

圖1 對照組與腐熟劑處理組育秧基質(zhì)細(xì)菌群落HaeⅢ酶切的T-RFLP 分析圖譜Fig.1 T-RFLP analysis patterns of HaeⅢdigestion in rhizosphere bacterial community with control and decomposition exprimental

2.2.3 秸稈腐熟劑對基質(zhì)細(xì)菌多樣性指數(shù)的影響 多樣性指數(shù)主要反映物種生境中物種多樣性的綜合優(yōu)勢度。由表5 可知，腐熟劑處理組的顯著性片段數(shù)及多樣性指數(shù)略低于對照組，但無明顯差異；腐熟劑處理組的優(yōu)勢度指數(shù)高達0.220，顯著高于對照組，表明根際基質(zhì)中形成了新的優(yōu)勢物種；腐熟劑處理組的均勻度指數(shù)與對照組存在顯著差異，表明育秧基質(zhì)微生物群落的均勻度發(fā)生了變化；從相似性指數(shù)分析添加腐熟劑處理組育秧基質(zhì)中微生物群落的結(jié)構(gòu)與對照組相比具有差異，表明其微生物群落并不具有相似性。研究結(jié)果表明添加秸稈腐熟劑能改變基質(zhì)中微生物的群落結(jié)構(gòu)，且優(yōu)勢物種及微生物的數(shù)量均發(fā)生了改變。

表5 秸稈腐熟劑對基質(zhì)細(xì)菌多樣性及相似性影響Table 5 Effect of straw decomposition agent on soil bacteria diversity and similarity in substrate

2.2.4 細(xì)菌群落系統(tǒng)發(fā)育分析 由表6 可知，添加秸稈腐熟劑對基質(zhì)中功能細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)影響。腐熟劑處理組與對照組相比，育秧基質(zhì)中細(xì)菌中參與C 循環(huán)、S循環(huán)、N 循環(huán)以及抗致病細(xì)菌、有益細(xì)菌、未知功能細(xì)菌、營養(yǎng)代謝相關(guān)細(xì)菌的生物量分別提高了0.80、1.33、4.86、2.62、6.27、3.24、2.69 倍。與對照組相比，雖然接種腐熟劑使育秧基質(zhì)中致病細(xì)菌數(shù)提高了1.05 倍，但是抗致病細(xì)菌數(shù)卻提高近2.62 倍。營養(yǎng)代謝相關(guān)細(xì)菌能快速有效分解有機質(zhì)為植物生長提供營養(yǎng)元素。腐熟劑處理組中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)以及各功能菌所占比例均與對照組有所差異，而腐熟劑處理組水稻秧苗素質(zhì)有所提高，表明添加秸稈腐熟劑使土壤細(xì)菌功能更為平衡，有利于土壤養(yǎng)分的積累及農(nóng)作物的生長。

優(yōu)勢細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育樹見圖3，其中兩處理組育秧基質(zhì)中都具有以下細(xì)菌:土壤桿菌屬(Agrobacteriumsp.)、伯克霍爾德菌屬(Burkholderiasp.)等細(xì)菌是致病菌，紅微菌屬(Rhodomicrobium vannielii)與營養(yǎng)代謝有關(guān)，鐵還原菌(Iron-reducing bacterium)與鐵元素的利用有關(guān)。添加腐稈菌劑使得育秧基質(zhì)中與營養(yǎng)代謝相關(guān)的產(chǎn)氣柯林斯菌(Collinsella aerofaciens)、有益細(xì)菌長雙歧桿菌屬(Bifidobacterium longum subsp. longum)、與抗致病相關(guān)的放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)等功能細(xì)菌成為優(yōu)勢細(xì)菌，改變了土壤中優(yōu)勢細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)。

圖2 對照組與腐熟劑處理組育秧基質(zhì)細(xì)菌群落MspⅠ酶切的T-RFLP 分析圖譜Fig.2 T-RFLP analysis patterns of MspⅠdigestion in rhizosphere bacterial community with control and decomposition exprimental

表6 不同處理組基質(zhì)中細(xì)菌功能分析統(tǒng)計表Table 6 The statistical table of bacterial function analysis in different processing substrates

3 討論

3.1 秸稈腐熟劑對水稻秧苗素質(zhì)及育秧基質(zhì)理化性質(zhì)、酶活的影響

圖3 對照組與腐稈菌劑處理組優(yōu)勢細(xì)菌類群系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.3 Dominant bacteria taxa phylogenetic tree of control treatment and decomposition exprimental

育秧基質(zhì)中的氮磷鉀與水稻秧苗素質(zhì)息息相關(guān)。植物缺磷、缺氮、缺鉀都會影響其光合作用及生長。本研究所用腐熟劑中的木糖氧化無色桿菌可降解纖維素[18]；韋氏芽孢桿菌具有解鉀、分泌吲哚乙酸(indole－3-acetic acid，IAA)的功能[19]；解淀粉芽孢桿菌能降低土壤氮揮發(fā)，提高土壤氮素營養(yǎng)[20]；巨大芽孢桿菌具有自生固氮、解鉀、溶磷、降低亞硝酸含量等特點[21]；葡萄球菌能降解亞硝酸和脂肪[22]；黑曲霉具有一定解鉀溶磷的能力，同時還能生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶和果膠酶，是生防菌[3]。因此，該腐熟劑既能有效加速秸稈腐解，又能增加土壤氮磷鉀等營養(yǎng)元素含量，提升土壤肥力。本研究結(jié)果顯示，秸稈腐熟劑處理組的水稻地下鮮重、主根長、總根數(shù)、白根數(shù)均較對照組均有所提高，秸稈腐熟劑在一定程度上能影響水稻秧苗根的生長，水稻地上鮮重、假莖寬也有所提高。但是楊冬艷等[23]研究發(fā)現(xiàn)番茄秸稈直接還田在生長發(fā)育前期對番茄幼苗具有一定的抑制效果，只有到后期才具有一定的促進效果，而番茄秸稈堆肥還田對番茄農(nóng)作物整個生長發(fā)育時期都具有促進作用；因此在本次試驗中添加腐熟劑可以加快水稻秸稈堆肥的進程，并對水稻幼苗的生長具有一定的促進作用。

土壤酶在生境中對營養(yǎng)代謝有著積極的推動作用，其活性直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動，可作為土壤質(zhì)量、土壤肥力和土壤健康的衡量指標(biāo)。根際土壤酶可直接參與生化反應(yīng)，如有機質(zhì)分解、傳遞與轉(zhuǎn)化、能量傳遞。前人研究表明，脲酶參與氮素循環(huán)，接種秸稈腐熟劑可使育秧基質(zhì)中中脲酶活性提高，進一步提高其堿解氮含量；蔗糖酶與有機質(zhì)分解直接相關(guān)，纖維素酶能水解秸稈細(xì)胞壁并生成葡萄糖，而有機質(zhì)和纖維素都是植物難以利用的碳源，接種秸稈腐熟劑可使土壤中蔗纖維素酶活性提高導(dǎo)致育秧基質(zhì)中有機質(zhì)含量提高，并有效防止土壤板結(jié)，而土壤中蔗糖酶的活性提高可加速有機質(zhì)的分解并產(chǎn)生植物可利用的CO2；過氧化氫酶是一類抗氧化酶，能防止過氧化氫對植物根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用[24－25]。本研究結(jié)果表明，秸稈腐熟劑能顯著提高水稻根際土壤酶活性，有利于秧苗的生長發(fā)育，與張超[3]的研究結(jié)果相一致。

3.2 秸稈腐熟劑對育秧基質(zhì)微生物的影響

土壤微生態(tài)平衡與營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、土壤修復(fù)等息息相關(guān)。各種根際微生物既協(xié)同合作、互利共生，又競爭制約、相互排斥，影響植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、生長發(fā)育及植物系統(tǒng)抗性。植物對根際微生物又具有調(diào)控作用，通過根際向周圍分泌大量有機碳和活性物質(zhì)并“招募”促生微生物、生防微生物等各種有益微生物；還會直接分泌生物活性物質(zhì)直接抑制病原菌的生長[26]。腐熟劑利用水稻秸稈作為媒介進行繁殖并為更多有益微生物提供繁衍的可能性，進一步改善育秧基質(zhì)中的微生物群落結(jié)構(gòu)。

王世強[7]研究發(fā)現(xiàn)，在土壤中添加放線菌可使土壤中的細(xì)菌和霉菌生物量有所減少，放線菌生物量有所增加；而本試驗添加菌劑為細(xì)菌和霉菌所制成的腐熟劑，結(jié)果表明育秧基質(zhì)中的細(xì)菌和霉菌生物量有所提高、放線菌生物量基本保持不變，表明土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)的改變與所添加的微生物制劑種類密切相關(guān)。

本研究中，育秧基質(zhì)中可培養(yǎng)細(xì)菌生物量明顯多于放線菌和真菌，是優(yōu)勢菌群。細(xì)菌是最活躍的微生物，能快速分解各種有機物；真菌可以腐解動植物軀體，是影響土壤團聚體穩(wěn)定性和土壤質(zhì)量的重要因素[3]。通過對可培養(yǎng)的功能細(xì)菌分析可知，接種腐熟菌劑使纖維素分解菌生物量提高，進一步使得基質(zhì)中有機質(zhì)含量提高；另外，接種秸稈腐熟劑可使基質(zhì)中亞硝化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、固氮菌數(shù)量提高，并提高了育秧基質(zhì)中氮含量；同時反硝化細(xì)菌也有一定程度的提高，能有效緩解對植物細(xì)胞的毒害作用[24]。但育秧基質(zhì)中致病細(xì)菌的生物量提高了近2 倍，這可能是添加腐熟劑改變了土壤生態(tài)環(huán)境及環(huán)境因子，進而導(dǎo)致致病菌增加。本研究添加腐熟劑使基質(zhì)中無機磷細(xì)菌數(shù)量提高，而有機磷細(xì)菌數(shù)量降低，此時育秧基質(zhì)中微生物能更有效利用土壤中的磷酸鈣和磷灰石，從而提高土壤磷的有效性[27]；而王世強[7]的研究表明添加放線菌株可顯著提高土壤中有機磷細(xì)菌的數(shù)量，此時土壤中微生物更傾向于利用有機磷化物來提高土壤磷含量，對比可知添加菌株的種類不同，對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響也不同。硫化細(xì)菌可氧化還原態(tài)硫化物或單質(zhì)硫為硫酸，使土壤礦物鹽溶解，提高土壤礦質(zhì)元素含量；但過量硫酸根會導(dǎo)致土壤酸化，能抑制甚至殺死有益微生物；在土壤氧氣含量較低的條件下，反硫化細(xì)菌比硫化細(xì)菌更為活躍，且該菌易產(chǎn)生硫化氫，導(dǎo)致植物根系遭到毒害作用[28]。本研究中腐熟劑處理組的硫化細(xì)菌和反硫化細(xì)菌數(shù)量分別較對照降低了35%和92.9%。鐵細(xì)菌具生物礦化作用，其代謝產(chǎn)物具有吸持和固定土壤中富營養(yǎng)化元素及污染金屬元素的特點[29]。本研究中腐熟劑處理組的鐵細(xì)菌數(shù)量明顯增加，可見添加秸稈腐熟劑能有效緩解環(huán)境污染，凈化環(huán)境和固化土壤。綜上可知，秸稈腐熟劑可與基質(zhì)中微生物相互作用，明顯提高可培養(yǎng)微生物和功能微生物的數(shù)量，改善育秧基質(zhì)的微生態(tài)環(huán)境。

基于16S rDNA 的T-RFLP 技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)腐熟劑處理組育秧基質(zhì)的HaeⅢ酶及MspⅠ酶切圖譜與對照組有所差異，能夠進一步證明接種腐熟劑不僅改變了育秧基質(zhì)中可培養(yǎng)微生物的群落結(jié)構(gòu)，而且也改變了育秧基質(zhì)中細(xì)菌微生物的群落結(jié)構(gòu)。通過對其基質(zhì)16S rDNA 的顯著片段數(shù)及其多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)、均勻度指數(shù)、相似度指數(shù)分析，進一步證明添加腐熟劑能夠影響育秧基質(zhì)中細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)。另外，對育秧基質(zhì)中功能細(xì)菌即“核心根際微生物組”中的細(xì)菌進行分析，發(fā)現(xiàn)添加秸稈腐熟劑使有關(guān)C 循環(huán)、N 循環(huán)、S 循環(huán)、營養(yǎng)代謝菌的細(xì)菌、抗致病菌及有益菌總數(shù)均有所提高，說明添加腐熟劑不僅能有效促進育秧基質(zhì)中相關(guān)物質(zhì)循環(huán)及營養(yǎng)代謝，還改變了育秧基質(zhì)中功能細(xì)菌的數(shù)量，而且結(jié)合育秧基質(zhì)中不同處理組的優(yōu)勢細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育樹可知，功能細(xì)菌的種類也發(fā)生了改變。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，添加秸稈腐熟劑腐熟的秸稈改變了育秧基質(zhì)理化性質(zhì)，同時也提高了其纖維素酶、蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶的活性，改變了其微生物群落結(jié)構(gòu)并促進了水稻秧苗生長?；?6S rDNA 的TRFLP 技術(shù)對基質(zhì)細(xì)菌群落的多樣性研究，發(fā)現(xiàn)添加腐熟劑腐熟的秸稈改變了土壤功能細(xì)菌的生物量及種類，并提高了養(yǎng)分循環(huán)細(xì)菌及有益細(xì)菌的數(shù)量。該腐熟劑的加入雖然提高了抗致病細(xì)菌的數(shù)量，但也相應(yīng)提高了致病菌的數(shù)量，是否具有誘導(dǎo)水稻幼苗抗病性的特點仍需深入研究；另外，有關(guān)其是否引起真菌種類及生物量的改變有待進一步深入研究。