长期施肥对水稻生长和抗虫性的影响:解析土壤生物的贡献

Effects of soil biota influenced by long-term organic and chemical fertilizers on rice growth and resistance to insects

摘要合理施肥对保障土壤质量和粮食安全具有重要作用.有机肥促进土壤生物群落的发展已被认为是其优于化肥的重要方面,然而有机肥影响下的土壤生物群落对作物生长的贡献却了解甚少.了解土壤生物因素对作物抗虫性的贡献不仅可以揭示施肥影响土壤功能的生物调控机制,而且有助于制定土壤-作物的综合管理措施.本研究采集长期施用有机肥和化肥的水稻土,通过制备灭活与否的土壤悬液,在砂培条件下探究土壤生物群落对水稻生长及其抗虫性的影响.结果显示,土壤生物群落和施肥措施均极显著地影响了土壤养分含量(P＜0.01).土壤生物的存在降低了土壤铵态氮含量、水稻生物量、茎叶全氮含量以及褐飞虱(Nilaparvata lugens)生物量;增加了土壤硝态氮含量、水稻的根冠比及水稻根系全氮、可溶性糖以及酚类含量(P＜0.05);同时,有机肥处理的土壤生物群落还能够促进水稻茎叶可溶性糖和酚类的合成.接入褐飞虱后,土壤生物群落的存在显著降低了水稻整体的全氮含量,促进了酚类的合成(P＜0.05).研究结果表明,土壤生物群落,尤其是有机肥处理的土壤生物群落,主要通过改变水稻养分向地下部的分配格局、增加根冠比、促进防御性代谢物质(如酚类)的合成来提高水稻地上部对害虫的抗性.