摘要:
为筛选对Fe2+具有较好氧化作用的微好氧亚铁氧化菌(Fe2+ oxidizing bacteria,FeOB),评价其对潜育化水稻土壤改良效果和土壤微生物结构和功能的影响,并为建立潜育化稻田微生物改良技术奠定基础。采用MWMM(Modified wolfe’s mineral medium)培养基富集微好氧FeOB,结合16S rRNA测序等技术鉴定菌株种类,通过盆栽试验评价其对潜育化水稻土壤的还原性物质、土壤养分、氮循环功能基因丰度和水稻秧苗的影响,并利用16S rRNA高通量测序技术评价其对土壤微生态的影响。结果表明:筛选到一株对Fe2+具有较强氧化作用的球形赖氨酸芽孢杆菌WH07(Lysinibacillus sphaericus WH07)。分别采用100 mL浓度为106 (T1)、107 (T2)、108 (T3) CFU/mL该菌株发酵液处理潜育化水稻土。相比于CK,土壤氧化还原电位(Eh)显著提高(P<0.05),并由负电位转为正电位。土壤还原性物质总量、亚铁和亚锰含量减少0.37%?53.19%,在T2和T3中显著减少(P<0.05)。5项土壤常规指标,包括土壤碱解氮等,均显著增加3.40%?49.90%(P<0.05)。土壤4个氮循环功能基因,包括AOA-amoA(氨单加氧酶基因)等,其丰度均高于或显著高于CK。水稻生理指标,包括株高等,均高于或显著高于CK。土壤微生物多样性指数Chao1和Shannon指数相比于CK均显著降低(P<0.05)。土壤细菌丰度前10门中,有8个显著下调(P<0.05),包括Proteobacteria等,2个(Bacteroidetes和Firmicutes)显著上调。在丰度前50的属中,3个处理分别有20、19、22个属显著上调(P<0.05),包括Macellibacteroides等6个FeOB;25个属在3个处理中均显著下调(P<0.05),包括MBNT15等4个铁还原菌。调控网络分析显示菌株WH07潜在地与FeOB协同改善土壤理化性质和生物活性,最终促进了秧苗生长。以上研究表明,应用菌株WH07显著改善了潜育化水稻土壤理化性质,改变了土壤微生物群落结构和功能,这为潜育化土壤高效微生物改良剂研发奠定了基础。