【摘 要】
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南方丘陵区是我国主要的水稻种植区,该地区稻田依地势呈梯级分布,水资源差异较大,水分管理方式多样。不同水分管理会使土壤理化性质和土壤微生物发生变化,从而改变土壤质量,最终影响水稻产量。为了探明不同水分管理方式对土壤质量和水稻产量的影响,本研究依托中国科学院桃源农业生态试验站长期水分管理试验田,以天灌、配灌和淹灌三种水分管理稻田为研究对象,测定了早稻期、晚稻期和休闲期土壤理化性质、微生物生物量和细菌群
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南方丘陵区是我国主要的水稻种植区,该地区稻田依地势呈梯级分布,水资源差异较大,水分管理方式多样。不同水分管理会使土壤理化性质和土壤微生物发生变化,从而改变土壤质量,最终影响水稻产量。为了探明不同水分管理方式对土壤质量和水稻产量的影响,本研究依托中国科学院桃源农业生态试验站长期水分管理试验田,以天灌、配灌和淹灌三种水分管理稻田为研究对象,测定了早稻期、晚稻期和休闲期土壤理化性质、微生物生物量和细菌群落多样性特征,计算了土壤质量指数（SQI）,并对土壤质量进行了评价。采用高通量测序技术分析了水分管理对土壤细菌群落的影响,揭示了细菌群落变化的关键驱动因子。同时,结合早稻期和晚稻期水稻产量,分析了土壤质量与水稻产量之间的关系,研究结果可为水稻种植水分管理决策提供理论基础。主要研究结果如下:（1）总体来看,天灌处理土壤含水率（SMC）低于配灌处理和淹灌处理（p＜0.05）;淹灌处理土壤总氮（TN）、总磷（TP）和有效磷（AP）含量均显著低于天灌处理和配灌处理（p＜0.05）;配灌处理土壤pH低于天灌处理和淹灌处理,但该水分处理下土壤DOC含量最高。尽管水分管理方式改变了土壤理化性质,但其对土壤理化性质的影响在不同时期表现不同。相比晚稻期和休闲期,早稻期三种水分管理方式之间SOC差异更明显,而晚稻期水分管理方式对SMC和DOC的影响则比早稻期和休闲期明显。（2）不同水分管理稻田土壤微生物量碳（MBC）和微生物量氮（MBN）含量差异显著（p＜0.05）,均表现为天灌＞配灌＞淹灌。水分管理方式改变了稻田土壤细菌多样性水平,尤其在晚稻期,天灌处理Shannon-Wiener指数、Chaol指数和Shannoneven指数均显著低于配灌处理和淹灌处理（p＜0.05）。变形菌门（24.23%～44.22%）、厚壁菌门（5.87%～33.55%）、酸杆菌门（3.96%～8.83%）和绿弯菌门（2.27%～10.23%）是稻田土壤中的优势细菌,但其相对丰度在不同水分管理土壤中存在差异。例如,酸杆菌相对丰度在天灌处理最高,配灌处理次之,淹灌处理最低,而厚壁菌门和绿弯菌门相对丰度则表现为淹灌＞配灌＞天灌。RDA分析表明,土壤细菌群落与土壤质量指标关系密切,MBC、MBN、SMC、TN、TP、AP和硝态氮（NO3--N）是影响土壤细菌群落的关键因子。（3）水分管理方式改变了土壤质量,但其影响在不同时期表现不同。早稻期,配灌处理SQI最高,显著高出淹灌处理60.98%（p＜0.05）,但与天灌处理差异不显著。晚稻期,配灌处理SQI为0.87,比天灌处理和淹灌处理显著高出0.31和0.28（p＜0.05）。休闲期,水分管理对SQI的影响未达到显著性水平（p＞0.05）。比较不同水分处理SQI,结合相关性分析相可知,慢生根瘤菌科、瘤胃菌科和鞘脂单胞菌科对于土壤质量的提高具有重要意义。（4）早稻期和晚稻期水分管理对水稻产量的影响呈现相似规律,均表现为配灌＞淹灌＞天灌。早稻期,配灌处理水稻产量为5303 kg·ha-1,分别比天灌和淹灌高14.18%和0.67%。晚稻期,配灌处理水稻产量6726 kg·ha-1,显著高出天灌处理53.13%（p＜0.05）,但与淹灌处理差异不显著。与早稻期相比,晚稻期水分管理对水稻产量影响更大。线性回归分析显示水稻产量与土壤质量呈现显著正相关性（晚稻期）（p＜0.05）,表明土壤质量提升是促进水稻增产的重要因素。因此,从改善土壤质量和提高水稻产量综合考虑,在早稻期和晚稻期,配灌处理是南方丘陵区比较合理的水分管理方式。在休闲期,天灌处理是南方丘陵地区比较合理的水分管理方式。
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