针对磷在红壤性水稻土中吸附强、有效性低的问题，本研究旨在探讨长期秸秆还田对磷转化微生物的影响。以红壤性水稻土为研究对象，探究长期秸秆还田对水稻根际磷库组成及磷转化特性的影响，结合宏基因组测序技术，解析水稻根际磷转化关键过程相关基因的丰度、多样性与物种组成，进而分析其与磷库组成及磷转化特性之间的关系。研究发现，秸秆还田提高了活性磷组分含量（H₂0-P和NaHCO₃-P）、土壤磷饱和吸附量（Qmax）和吸附强度（n）以及酸性磷酸酶活性（PhoS）。分段结构方程模型结果表明，秸秆还田增加了参与磷溶解矿化基因的相对丰度，特别是酸性磷酸酶（Acid phosphatase）和醌蛋白葡萄糖脱氢酶（PQQGDH），其中PQQGDH通过提高Qmax间接提高了H₂0-P含量，同时与Acid phosphatase一起通过提高PhoS活性促进NaOH向NaHCO₃-P的转化。此外，通过WGCNA分析，发现根瘤菌可能是磷活性化的关键微生物。这些结果提高了我们对秸秆还田提高稻田磷利用率的微生物机制的认识，为磷活化微生物技术的开发提供了理论支持。通过秸秆还田激活土壤固有磷库，可降低化肥投入，缓解磷矿资源压力，改善土壤肥力，减少磷流失风险，降低面源污染，契合“双碳”目标下农业减排需求。该成果为秸秆资源化利用和稻田磷管理提供了精准调控策略，具有重要的经济与生态双重价值。

图1 长期秸秆还田对土壤磷循环相关功能基因丰度的直接和间接影响以及这些磷循环相关基因对土壤活性磷组分的影响

图2  磷活化关键模块及其磷溶解矿化基因关键微生物与磷库组成、磷转换特性的关系

论文发表于《Agriculture, Ecosystems and Environment》期刊，该期刊为农业生态与环境科学领域的国际权威期刊，专注于农业系统与自然环境的交互作用、资源可持续利用及生态服务功能研究，为全球农业绿色发展提供科学依据。2023年影响因子6.6，为中科院一区期刊。论文第一作者为生态环境学部徐海东博士，发表时间为2025年1月。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109422.