有机耕作对冬小麦品质及根际微生物群落结构和多样性的影响

为探究有机耕作方式下小麦品质及根际微生物群落特征,以河北省邢台市宁晋县凤归巢公司有机农场为试验基地,以常规耕作为对照,检测了小麦产量和品质,采用高通量测序技术,分析了有机耕作5年冬小麦在返青、抽穗和成熟期小麦根际微生物群落结构和丰富度.结果表明:(1)有机耕作5年小麦的产量、籽粒粗蛋白、湿面筋含量有所降低,但面粉筋性增强,最大拉伸阻力提高了12.1％;小麦籽粒Se、Mg和Zn含量分别提高了8.30％、2.06％和11.79％,重金属Pb、Cr和As的含量分别下降26.08％、45.10％和2.8％,差异性显著;(2)有机耕作小麦根际微生物群落多样性和丰富度显著提高,细菌和真菌的ACE指数、Chao1指数、Shannon指数提高,Simpson指数下降;(3)鞘酯单胞菌科(Sphingomonadaceae)、黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、亚硝化单胞菌科(Nitrosomonadaceae)和芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)为试验样地小麦根际优势细菌科,抽穗期根际微生物种群数和丰度最高;有机耕作下亚硝化单胞菌科(Nitrosomonadaceae)和芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)比常规耕作提高了24.98％和75.18％,而黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)和诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)下降了67.95％、33.76％和25.22％;在真菌属水平上,与纤维素降解相关的Subulicystidium、锥毛壳属(Coniochaeta)、裂壳属(Schizothecium)和尾柄孢壳属(Cercophora)的丰度较常规耕作高50倍以上,几乎是有机耕作的特有真菌,而链格孢菌属(Alternaria)、球腔菌属(Mycosphaerella)、枝孢属(Cladosporium)和帚枝霉属(Sarocladium)等植物病原菌比常规耕作分别减少了61.53％、50.82％、50.39％和44.06％.有机耕作下小麦品质得到改善,根际微生物群落多样性和丰富度提高,群落特征更宜于植物健康生长.