氮肥施用时间的不同会引发特定生长阶段的根际生态群落变化，这些变化会调节杂交水稻的产量与品质之间的平衡

《Biology and Fertility of Soils》：Nitrogen application timing drives stage-specific rhizosphere ecological clusters that regulate the yield-quality trade-off in hybrid rice

　　

摘要

在集约化水稻（Oryza sativa L.）生产系统中，合理的氮（N）施肥对于平衡稻谷产量和质量至关重要。然而，氮肥施用方式如何影响杂交水稻的产量与质量之间的权衡，以及其背后的根际微生物机制，目前仍知之甚少。本研究通过田间实验，探讨了四种广泛采用的氮肥施用方式（基肥：分蘖期：穗期 = 3:3:4、4:3:3、5:3:2、5:5:0）对水稻产量和品质的影响。通过结合高通量扩增子测序技术、网络分析及回归分析，我们研究了在不同氮肥施用方式下根际生态模块在关键生长阶段的动态变化，并分析了这些变化与水稻产量和品质之间的关联。结果表明，5:5:0的氮肥施用方式能够获得最高的稻谷产量，而3:3:4的施用方式则能带来更优质的稻谷。氮肥施用时间通过选择性富集不同的细菌和真菌生态模块，重塑了根际微生物群落的组成。值得注意的是，在3:3:4的施用方式下，硝化古菌模块（Nitrosotaleales）的早期富集与稻谷品质的提升有关；而在5:5:0的施用方式下，该模块的晚期富集则与稻谷产量的增加相关。在生殖生长阶段，以Agaricomycetes、Sordariomycetes和Eurotiomycetes为主的真菌生态模块与稻谷品质的提高有关，这可能是由于它们促进了土壤中碳（C）和氮（N）的再利用，并促进了植物生长。总体而言，本研究揭示了氮肥施用方式对根际微生物组演替和模块化组织的影响，为制定既能提高作物产量又能提升稻谷品质的施肥策略提供了微生物生态学依据。