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土壤细菌群落对稀土元素镧、钆、钇及秸秆还田的响应

文献类型： 中文期刊

作者： 金姝兰;满百膺;段桂兰;金德才;张洲;保琼莉;胡忠俊

作者机构：

关键词： 稀土元素;细菌群落;生物有效性;秸秆还田;土壤

期刊名称：生态毒理学报

ISSN： 1673-5897

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版）

摘要： 探讨不同类型、不同量的稀土与不同比例的秸秆还田对土壤细菌群落的影响，为轻、中、重不同稀土矿区秸秆科学还田及土壤修复精准施策提供有益参考。分别将不同量的轻稀土元素镧（La）、中稀土元素钆（Gd）、重稀土元素钇（Y）及秸秆添加至对应的PVC桶内（每桶装有1 000 kg土壤），使添加的稀土及秸秆在土壤样品中的含量分别达0 mg·kg-1（稀土）、1%（秸秆），0 mg·kg-1（稀土）、2%（秸秆），500 mg·kg-1（稀土）、1%（秸秆），500 mg·kg-1（稀土）、2%（秸秆），1 000 mg·kg-1（稀土）、1%（秸秆），1 000 mg·kg-1（稀土）、2%（秸秆），探讨土壤细菌群落的不同响应。实验表明，添加秸秆可提高土壤N、P、K含量及pH值，稀土添加量为0 mg·kg-1、秸秆添加量为2%的土壤样品全磷、全氮、铵态氮、有机质、速效钾、pH均高于稀土添加量为0 mg·kg-1、秸秆添加量为1%的样品；随着稀土添加量的升高，土壤细菌多样性显著降低，La、Gd、Y添加量为1 000 mg·kg-1的土壤细菌α多样性、OTU数均低于500 mg·kg-1的样品。La、Gd、Y与秸秆添加至土壤，细菌群落反应和生物毒性不同，毒性大小表现为Y＞La＞Gd，对Y有极高耐受性的菌是厚壁菌门，其余大部分物种显著被Y抑制，Y与Alicyclobacillus及Bacillus正相关，与其他大部分菌属负相关；La与Cellulomonas正相关，与Candidatus Solibacter负相关，Gd与Massilia和Candidatus Solibacter正相关。通过三维荧光发现，秸秆添加量为2%的样品，其溶解性有机物（DOM）与稀土元素形成的络合物较显著，络合物影响了稀土形态，降低了其生物有效性，从而影响细菌群落结构及功能，导致Y添加量为500 mg·kg-1、秸秆添加量为1%的样品，土壤细菌致病功能显著高于Y添加量为500 mg·kg-1、秸秆添加量为2%的样品，前者相关值是后者的1.36倍；La添加量为1 000 mg·kg-1、秸秆添加量为1%的样品，其通过KEGG预测功能在pathway.L2层级检测到的癌症指标显著高于La添加量为1 000 mg·kg-1、秸秆添加量为2%的样品，前者相关值是后者的1.51倍。研究表明，秸秆还田影响土壤理化性质及土壤微生物；重稀土元素的毒性大于轻、中稀土，随着浓度增大其对微生物的毒性增强；土壤细菌受稀土、秸秆、土壤理化性质、气温等影响显著，细菌又反作用于土壤理化性质；稀土元素与DOM形成了有机络合物，影响了稀土元素的形态和生物有效性，有机络合物的形成影响了土壤细菌的功能；不同稀土种类与添加量及不同量的秸秆还田对土壤细菌群落结构及功能影响显著。

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