在提高水资源利用效率与作物生产力之间找到平衡：抗旱水稻根际微生物组的变化

本研究通过对比分析节水抗旱稻‘汉优73’、旱稻‘百沙田’和湿地稻‘黄华占’在5月和10月不同灌溉（全水和50%水量）下的土壤根际微生物群落，发现‘汉优73’在50%水量灌溉下产量分别较‘黄华占’和‘百沙田’提高64.71%和50.41%，且根际微生物多样性降低，氨氧化菌在分蘖期显著增加，与Proteobacteria、Chloroflexi等菌门丰度正相关，揭示了微生物群对水稻抗旱性的调控机制及可持续农业的潜在应用。

摘要

节水抗旱水稻（WDR）是一种经过培育的水稻品种（Oryza sativa L.），旨在在水资源匮乏的条件下保持产量。根际微生物在调节植物生长和改善土壤条件方面起着关键作用。然而，WDR根际中的微生物群落尚未得到充分研究。在这项研究中，我们对比分析了5月和10月抗旱水稻Hanyou73（HY73）、旱稻Baishahan（BS）和湿地水稻Huanghuazhan（HH）的土壤微生物群落。我们在田间设置了两种灌溉方式：全量灌溉和50%灌溉，并划分了30个试验区（每个3米×5米）。研究结果表明，在50%灌溉条件下，HY73的产量分别比HH和BS高出64.71%和50.41%。此外，我们观察到土壤中的水分含量与氨氮和硝酸盐氮（NN）含量之间存在正相关关系。磷的有效性受到土壤pH值的显著影响。通过高通量DNA测序技术对微生物群落进行了表征。在50%灌溉条件下，根际微生物的多样性有所降低。10月份时，50%灌溉条件下的土壤硝酸盐氮含量高于全量灌溉条件。在50%灌溉条件下，HY73土壤中的硝酸盐氮含量比HH低7.8%，比BS低22.0%。Proteobacteria、Chloroflexi、Gemmautomonadetes和Ascomycota类微生物与水稻产量呈正相关。在分蘖期，尤其是HY73的土壤中，氨氧化细菌的数量有所增加。这些发现有助于了解根际微生物在提高节水抗旱水稻品种的抗旱性和产量潜力方面的作用，可能为水资源受限地区的可持续农业发展提供借鉴。