レアアース採掘地域における稲の部位別のバクテリアに対する返藁量と施肥条件の違いの影響

Scientific Reports volume 13、記事番号: 412 (2023) この記事を引用

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稲わらと異なる肥料をそれぞれ組み合わせた7つの条件下で,稲わら返し土が稲の根,根圏,葉および葉圏における細菌の群集構造と機能に及ぼす影響を調査するためにポット実験を行った。その結果、稲わらをさまざまな方法で戻すと土壌のpHとKの含有量が増加し、土壌中の窒素、リン、有機物の蓄積が減少し、稲わらの戻し方法が異なれば効果も異なることがわかりました。稲わら返しは米粒の乾燥重量を減少させ、稲わら返し２％は稲わら返し１％よりも米粒の減少量が大きい。ＮＰ配合施肥の低減効果は、ＮＫ配合施肥やＮＰＫ配合施肥に比べて大きい。成熟時のイネの根のchao_1指数の低下を除いて、稲わらを戻すと、イネの根、根圏、葉、葉圏における細菌の量、多様性、均一性が大幅に改善されました。稲わら返しは米中の希土類元素（REE）含有量を増加させ、2%の稲わら返し土は1%の稲わら返し土よりも米粒中のレアアース（REE）含有量を増加させた。稲わらの土戻し方法の違いによりバチルス菌の存在量は減少したが、イネの葉中のExiguobacteriumの存在量は対照群の数百倍、葉中の属菌数は対照群の数十倍となった。 2%の稲わら返し土は、アシドボラックス、クロストリジウム・センス・ストリクト、シトロバクター、クルトバクテリウムなどの有害な細菌および病原菌の存在量を増加させ、1%の稲わら返し土は、窒素固定細菌、植物成長促進細菌、ストレス耐性細菌の豊富さを促進しました。ラクトバチルス、アゾスピラ、アシネトバクター、ブラディリゾビウム、アシドセラなどの細菌。イネの根中の有効リン、有機物、全窒素、硝酸性窒素、希土類元素含有量、有効カリウム、土壌水分などの環境要因は、分げつ段階におけるイネの根、根圏、葉、葉圏における細菌の群集構造に影響を与える重要な因子である。ご飯の。イネの根、新芽、有機物、全窒素、硝酸態窒素のpH、希土類元素含有量、土壌水分含有量は、イネの成熟段階におけるイネの根、根圏、葉、葉圏における細菌の群集構造に影響を与える主な環境要因です。 2%の稲わら戻し土は有害な細菌の形成を促進し、これが米粒の乾燥重量を大幅に減少させた重要な理由である可能性があります。

レアアース元素 (REE) は、その独特の物理的および化学的特性により、工業、農業、医療およびその他の産業で広く使用されています。これらは国際的な影響力を持つ戦略的資源となっている。世界のレアアース鉱山の生産量は、2012 年から 2019 年にかけて 11 万トンから 21 万トンに増加したと報告されています1。 2019年の中国のレアアース鉱物生産量は13万2000トンで、世界のレアアース鉱物生産量の63％を占め、イオン性レアアースの生産量は世界の約90％を占めた1、2、3、4、5。レアアース鉱物の過剰な生産により、大量の希土類元素が鉱山地域とその周囲の土壌、水、作物に侵入し、江西省の典型的なレアアース鉱山地域の土壌レアアース含有量の平均値は 976.94 mg/kg です。これは、江西省および全国の土壌レアアース含有量のバックグラウンド値の 4.53 倍および 5.09 倍に相当します6。採掘地域の河川水と井戸水中の希土類元素濃度は 55.72 mg/L と 0.033 mg/L で、それぞれ対照地域の濃度の 8974.7 倍と 10.55 倍でした。鉱山地域の多くの野菜のレアアース含有量は、国の食糧制限基準の 10 ～ 20 倍です7。外因性レアアースが環境に入ると、植物、動物、微生物に有害になります8,9。環境中のレアアースは食物連鎖を通じて人体に入り、体内に蓄積し、採掘地域の住民の健康を脅かします。

稲わらの帰還は土壌の物理的および化学的特性に影響を与えました。イオン性レアアース鉱石は主に江西省贛州市を中心とした中国南部に分布しています。この地域は中国の主な米生産地であり、毎年数億トンの稲わらを生産している。研究によると、稲わら戻し土は 0 ～ 10 cm のプラウ層の土壌嵩密度を 0.17 ～ 0.25 g/cm3 減少させ、総空隙率と毛細管空隙率を大幅に改善できることが示されています 10。稲わらは水に浸すとアルカリ金属、陰イオン、有機成分を放出します。稲わらの分解の初期段階で有機酸が放出されると、表面水溶液のpHが弱酸性化します。稲わらが分解された後、アルカリ化プロセスが起こり、pH11が上昇します。稲わらには有機物が56.5%、全Nが1.553%、全リンが1.537%、全Kが4.36%含まれています。統計によると、6億トンの稲わらでは、N、P、Kの栄養素含有量は同等です。 300万トン以上の尿素、70万トン以上の過リン酸カルシウム、700万トン以上の硫酸カリウムに至る。したがって、稲わら戻し土は、土壌中のN、P、Kの割合のアンバランスを緩和するだけでなく、不足しているPやK12も補うことができます。

稲わら戻し土は、土壌中のDOM含有量と重金属の形態に影響を与えました。稲わら返し土は短時間で大量のDOMを生成します。 DOM 含有量の増加に伴い、土壌中の水溶性重金属および有機結合重金属の含有量は徐々に増加します 13,14,15。 DOM にはカルボキシル、ヒドロキシル、カルボニル基などの官能基が多数含まれているため、重金属を錯体化する能力もある可能性があります。それは錯体化/キレート化を通じて土壌希土類希土類の溶解に影響を与えます4,5,16。稲わら戻し土は、土壌中の交換可能な Zn、Pb、Cu の含有量を減らし、土壌中の重金属の活性を低下させ、作物による重金属の吸収を軽減することが報告されています 17,18,19,20,21。稲わら戻し土は赤土中の Cu の吸着を改善し、クロムとニッケルの生物学的利用能を低下させる可能性がありますが、Zn の活性には大きな影響を与えません 22,23。シャンら。稲わらを土壌に添加すると、短時間で可溶性有機物の放出により土壌のCuとCdの溶解が増加し、小麦によるCuとCdの吸収が促進されると考えられました。見てわかるように、稲わらの帰還が土壌の重金属に及ぼす影響は非常に複雑であり、希土類元素は重金属の一般的な特性を備えています24。ジンら。らは、稲わら戻し土壌が土壌中の溶存希土類元素濃度と植物中の希土類元素含有量に影響を与えることを示しましたが、そのメカニズムは非常に複雑です2,3。

稲わら返し土は米の収量に大きな影響を与えるが、そのメカニズムも複雑だった。ペンら。らは、稲わら返し土は主に有効穂数に影響を与えることにより収量に影響を及ぼし、窒素肥料と組み合わせた稲わら返し土の収量に対する効果は、晩生イネの収量に比べて早生イネよりも有意に優れていたと考えている25。稲わら返し土がイネの根の成長に及ぼす影響は抑制前と促進後であるため、単一の茎と根系の成長はピーク分げつの段階で抑制されます26。ジン氏と他の研究者は、稲わらの返却方法が異なれば、レアアース採掘地域の米の収量に異なる影響を与えることを示した。採掘地域に早稲を植える場合、稲わらをそのまま土に戻すと稲の成長が阻害され、米粒、芽、根の乾燥重量が対照に比べて著しく低下します。軽希土類採掘地域では稲わら灰を畑に戻すと、米粒、芽、根の乾燥重量が大幅に増加し、希土類元素の含有量が減少しますが、希土類重希土類採掘地域では、希土類元素の含有量はほとんどありませんでした。米の成長、根、芽、穀物の乾燥重量および希土類元素含有量への影響4、5、15。

稲わら返土土は、水田土壌の微生物バイオマス、群集構造、多様性および機能に大きな影響を与えます27。稲わらの帰還は群集構造と土壌細菌の機能に影響を与えた。研究では、稲わら返し土に化学肥料を配合すると、土壌アンモニア酸化細菌、窒素固定細菌、硝化細菌、脱窒細菌、繊維分解細菌などの窒素変換機能細菌が大幅に増加することが示されています28。しかし、いくつかの研究では、稲わらを土に戻すと土壌有機物の蓄積と微生物の多様性が減少することが示されています29。稲わらの分解が進むと、土壌微生物が利用できる栄養分が減少し、土壌微生物の活動がさらに阻害されてしまいます。稲わら戻し土は、nifH 遺伝子発現レベルと窒素固定活性の低下を引き起こす可能性があります28。ジンら。レアアース採掘地域で早稲を植える場合、土壌に稲わらを加えると、土壌細菌のα多様性が減少し、アシドバクテリアとニトロスピラエの有益な細菌の存在量が減少するが、シュードロドフェラクス、フェノバクテリウム、その他の細菌の増殖が促進されることを示しました4。、5。

稲わらの帰還は植物の内部寄生菌の量と多様性に影響を及ぼし、植物の成長指標や抗生物質システムに影響を与えます。植物内の微生物は、植物の成長、栄養、健康に影響を与える重要な要素の 1 つです。これらは、植物が栄養素を獲得し、植物病原体を抑制し、生物学的および非生物的ストレスに抵抗するのを助けます30。 Streptomyces albidoflavus Osilf 2 を温室と畑の条件で接種した場合、イネの病気指数はそれぞれ 18.0% と 19.6% 減少し、Osilf 2 が顕著な生物防除活性と宿主防御刺激能力を持っていることが示されました 31。 Streptomyces sporocinreus osis-2 の Magnaporthe grisea に対する拮抗能力は、Fe32 の競合に関連しています。イネ内生菌 Streptomyces hygroscopeus osish-2 は、Magnaporthe oryzae に対して明らかな拮抗活性を持っています。内生菌Streptomyces osis-2は、イネいもち病の生物防除剤としての可能性を秘めています。温室条件下でイネの生育に及ぼすイネ内生細菌 Burkholderia cepacia の影響を研究した結果、イネ内生細菌を接種したイネによる窒素、リン、カリウムの吸収が顕著に増加することが示されました。インドール酢酸 (IAA) を通じて根の成長を促進し、より多くの土壌栄養素を吸収します33。イネ内生細菌は、オーキシンの形成を促進し、植物の発育を刺激し、イネの成長と米の収量を促進します。マメ科の根粒菌は、ハイブリッドライスの新芽と根の成長を大幅に増加させ、穀物の収量と農業肥料の窒素利用率を向上させました 34。イネのカドミウムストレスの緩和に関するポット実験では、マルトフィリア R5-5 がイネの根と葉のカドミウム含有量を減少させる最大の可能性を示し、それぞれ 81.33% と 77.78% 減少しました。マルトフィリア R5-5 を接種すると、水田の重金属汚染を軽減できます 35。

希土類元素は重金属の一般的な特性を備えているだけでなく、独自の特性も持っています。張ら。稲わら戻し土は、土壌レアアース元素の形態や土壌の物理化学的性質に影響を与え、イネの根圏や葉圏の細菌、イネの根や葉の細菌の群集構造に影響を与え、生育促進に影響を与えることを示しました。イネ共生細菌の機能とイネの成長は解明されてきましたが、そのメカニズムは非常に複雑でした30。内部寄生細菌が鉱山地域の米の希土類元素含有量にどのような影響を与えるかは明らかではありません。

現時点では、稲わら返し土がレアアース汚染生息地における植物の内部寄生虫に及ぼす影響に関する研究は見つかっていない。稲わらの帰還量、稲わらの帰還方法、土壌の性状などと、帰還稲わらが土壌に及ぼす影響、特に共生細菌に対する植物生態影響との関係はどのようなものでしょうか。典型的なイオン性希土類採掘地域の水田土壌を研究対象とし,本論文は理論的かつ実践的な情報を提供するために,稲わらの返還量と施肥方法の違いがイネの根圏,根,葉,葉圏の細菌に及ぼす影響を論じた。鉱山地域における田植えと稲わら返土を科学的に指導。

採取点は、江西省南部宣武県文峰鎮石牌村のレアアース採掘区の標高約1000m（経度・緯度は東経115度42分8秒、北緯24度52分55秒）に配置されており、その周辺地域。各地点を蛇状に配置し、表面から20cmの土を200kg採取した。土壌サンプルを自然乾燥させ、100 メッシュのふるいに通して待機させました。試験土壌を高さ 25 cm、直径 21 cm の黒色 PVC バケツに入れ、バレルに 5 kg の土壌を充填しました。この実験は主に、1%および2%の稲わら返還量とN、P、K肥料のさまざまな組み合わせが米土壌生態、特に米内部生菌に及ぼす影響を調査しました。稲わら返し土１％は稲わら返し土の半分に相当し、稲わら返し土２％は稲わら返し土の全量に相当します。鉱山地域の農家が稲わらを土に戻すには、半分の稲わらを土に戻す方法と、全量を土に戻す方法の 2 つがあります。この実験は稲わら返し土がＰ肥料とＫ肥料に及ぼす影響を主に調べるため、化成肥料の配合をＮＰＫ、ＮＰ、ＮＫに分け、それぞれに１％、２％の稲わらを添加しています。実験サンプルは、0% NPK (CK、つまり稲わらなしで施用された NPK 肥料)、1% NPK、2% NPK、1% NP、2% NP、1% NK、および 2% NK です。各サンプルには 3 つの複製がありました。表現を簡略化するために、それらはそれぞれ C、1% N、2% N、1% P、2% P、1% K、および 2% K として記録されました。各種類の肥料の組成は、尿素（４６．６％Ｎ）５．４ｇ、塩化カリウム（６２．９％Ｋ２Ｏ）０．６ｇ、およびリン酸カルシウムマグネシウム（１４．０％Ｐ２Ｏ５）２．０ｇであった。実験の要件に従って、必要な化学肥料と対応する量の稲わらを加え、土壌と均一に混合しました。 6日間の浸水後に田植えを行いました。

米の品種、Jiangzao 361 は、中国の Jiangxi Keyuan Seed Industry Co., Ltd からのものでした。同じサイズのイネ種子を選択し、消毒し、15% H2O2 溶液で発芽させた後、レアアース汚染のない土壌に播種して育苗しました。４週間の生育後、イネの苗を、調製した培養土を入れたＰＶＣバレルに移植した。各バレルに２本の苗を移植した。ポット実験は温室内で実施した。温室内の毎日の照度、点灯時間、温度、湿度は屋外のものに近く調整されました。イネは、Jiangzao 361 の成長特性に従って管理されました。根圏土壌、イネの根、芽は分げつ段階で収集され、根圏土壌とイネの根は成熟時に収集され、-80 °C の冷蔵庫に保管されました。分子実験を行うために使用されました。成熟したら、米の根、芽、およびキビを収穫し、脱イオン水で洗浄し、自然乾燥させた後に重量を測定した。雑穀の籾殻を取り除き、玄米を採取した。その後、玄米、新芽、根を粉砕し、分析のために乾燥状態で保管しました。

土壌の物理的および化学的特性と栄養元素の含有量は、中国環境省南京科学研究所で測定されました。検出方法は、Zhang et al. によって文書化されているとおりです。土壌 pH の測定は、中華人民共和国の農業業界基準 NY/T 1121.2-2006 に従って実施されました。土壌と溶液の比率は 1:2.5 で、土壌の全リンの測定は中華人民共和国国家環境保護基準 HJ 632-2011 によって推奨されているアルカリ可溶性モリブデンアンチモン反分光測光法により行われました。土壌有効リンの測定は、重炭酸ナトリウム抽出モリブデンアンチモン抵抗分光測光法であり、中華人民共和国国家環境保護基準 (HJ 704-2014) によって推奨されています。また、中華人民共和国の国家環境保護基準である塩化カリウム溶液抽出分光光度法の HJ 634-2012 が、土壌アンモニア態窒素、亜硝酸態窒素、および硝酸態窒素の測定に選択されました。土壌有効カリウムおよび遅効性カリウムは、中華人民共和国農業産業基準 NY/T889-2004 を使用して決定され、中性 1 mol/L 酢酸アンモニウム溶液で抽出され、土壌有機物の含有量は、中華人民共和国農業工業基準、NY/T 1121.6-2006: 過剰な重クロム酸カリウム硫酸溶液を土壌有機炭素の酸化に使用し、過剰な重クロム酸カリウムを加熱条件下で硫酸第一鉄標準溶液で滴定し、有機炭素量は、重クロム酸カリウムの消費量から酸化補正係数に基づいて計算され、土壌有機物の含有量である定数1.724を乗じて算出されます。テスト結果を表 1 に示します。

土壌サンプル (0.2 g) を石英ガラス管に秤量し (各サンプルにつき 3 回繰り返し)、5 mL の王水 (HNO3:HCl = 3:1) を加えました。これを一晩浸し、開放型蒸解釜で蒸解しました。消化されたサンプルをドラフト内に置き、酸を揮発させた後、50 mL 定容チューブに移しました。その後、超純水で 50 mL に希釈し、よく振盪した後、0.45 μM フィルター膜でろ過し、ICP-MS を使用してサンプルを分析しました。国家標準材料 GBW07405 は、消化プロセス全体の品質管理に使用されました。レアアース採掘地域から採取された土壌サンプル中の希土類元素含有量は 838.16 mg/kg でした。砕いた玄米（0.2 g）、新芽（0.2 g）、および根（0.1 g）を 50 mL ポリエチレン遠心管に入れました（各サンプルにつき 3 つの複製）。次に、これに高級純硝酸 3 mL を加えました。サンプルを一晩浸漬し、マイクロ波消化オーブン (Mars、Matthew Inc.、米国) で消化しました。消化手順: まず、サンプルを 120 °C に 5 分間加熱し、その後、温度を 160 °C に 15 分間上昇させました。分。国家一級標準物質 GBW07603 (GSV-2) (中国地質鉱物資源部地球物理地球化学探査研究所) の低木の枝と葉が、消化プロセス全体の品質管理に使用されました。植物と土壌の消化手順は、Zhang et al. が報告したとおりです。消化溶液を超純水で 40 mL に固定しました。 0.45 μM フィルター膜でろ過した後、15 種類の希土類元素 (Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu) の含有量を ICPMS-2030 によって測定しました。。

イネの根のサンプルの周囲のゆるくて塊状の土壌を除去しました。イネの根を 15 mL の PBS (0.1% Tween 80) 溶液に浸し、振盪台上で 10 分間振盪しました。得られた懸濁液を滅菌遠心管に導入した。このプロセスを 3 回繰り返しました。得られた懸濁液を毎回混合した後、最終懸濁液を６０００×ｇの回転速度で５分間遠心分離した。得られた沈殿粒子は根圏土壌サンプルであり、その後の DNA 抽出のために -80 °C で保存されました。振盪台上で振盪したイネ根を７５％エタノールで１０分間、２．５％次亜塩素酸ナトリウムで１０分間、滅菌水で５回洗浄した。それらを滅菌乳鉢と乳棒を用いてＰＢＳ中で粉砕し、遠心分離管に加えて洗浄し、３０分間静置し、その後６０００×ｇの回転速度で５分間遠心分離した。このようにして得られた細胞粒子（内生細菌サンプル）は、その後の DNA 抽出のために -80 °C で保存されました 36,37。葉を250 mlの滅菌三角フラスコに入れ、100 mLのPBS (0.1% Tween 80)中で30分間激しく撹拌し、次いで超音波洗浄水浴に10分間入れた。上清（根圏細菌のサンプル）をニトロセルロース膜フィルター上で0.22μMに濃縮した。 DNA 抽出前に、メンブレンを -80 °C で保存しました。葉を７５％エタノールで３分間、２．５％次亜塩素酸ナトリウムで５分間、そして滅菌水で５回洗浄した。葉をＰＢＳ中で滅菌乳鉢と乳棒を用いて粉砕した。遠沈管に加えて洗浄し、３０分間放置した。毎回得られた懸濁液を混合した後、6000 xg の速度で 5 分間遠心分離します。抽出された細胞ミクロスフェア (エンドファイトサンプル) は、DNA 抽出前に -80 °C で保存されました。根圏土壌および根、葉、葉圏の細菌サンプルの DNA を土壌用 FastDNATMSPIN キット (MP Biomedicals LLC、米国) によって抽出しました。 DNA の濃度と純度は、マイクロ紫外可視分光光度計 NanoDrop2000 を使用して測定し、その後の 16S rRNA 遺伝子分析のために -20 °C の冷蔵庫に保管しました。実験方法は Zhang et al.30 に従っていました。

具体的なプロセスは次のとおりです。DNA (約 10 ng) を鋳型として使用し、バーコード付きのプライマーを使用して特定の領域を増幅します。細菌の 16S rRNA V4 領域は、プライマーペア 515F (5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3') で増幅されました。増幅反応系は、2×Taq MasterMix（TaKaRa、大連）12.5μL、プレプライマー1μL、ポストプライマー1μL、滅菌超純水9.5μL、DNA鋳型1μLを含む25μLであった。増幅条件は、94 °C 3 分間、(94 °C 30 秒、56 °C 60 秒、72 °C 60 秒) × 30 サイクル、72 °C 10 分間でした。得られたPCR産物を1%アガロースゲル電気泳動を用いて検出した。ゲル回収キット (DNA ゲル抽出キット) を使用してターゲットストリップを回収し、回収された DNA サンプルの濃度と品質を Nanodrop で測定しました。ライブラリは、TruSeq® DNA PCR-Free Sample Preparation Kit を使用して構築されました。構築したライブラリーをqPCRで定量化し、定量化されたライブラリーの配列を決定した。シーケンスサンプルには、分げつ段階および成熟段階の土壌および植物サンプル（根圏土壌サンプル、葉圏細菌サンプル、葉内寄生細菌サンプル、および根内寄生細菌サンプル）が含まれていました。配列決定後に得られたデータは、FastQC ソフトウェアで管理されました。バーコードは extract_barcodes.py を使用して切断され、プライマーは Cutadapt ソフトウェアで切断され、Usearch10.0 ソフトウェアを使用して冗長性とキメリズムが除去されました。小さすぎるサンプルデータは削除され、種の注釈には UNITE データベースが使用されました。実験方法は Zhang et al.30 に従っています。

この論文に含まれる種の多様性はα-多様性とβ-多様性であり、α-多様性には豊富さ、均等性、Inv_Simpsonインデックスなどが含まれます。分析は「vegan」パッケージを通じて実行されました。微生物群集構造の解析は序列解析を用い、非結合解析（微生物群集解析）と結合解析（微生物群集と環境要因の関係）の2種類に分けて行われた。この論文に含まれる非制約分析手法は、非計量多次元尺度法 (NMDS) です。

この論文では、分散分析 (ANOVA) と類似性分析 (ANOSIM) を使用して、2 つ以上のサンプルの平均値間の有意差を分析します。ピアソン検定、正準対応分析 (CCA)、および CCA に基づく変動分配分析 (VPA) を使用して、細菌群集に対する環境変数の寄与を分析しました。描画には Origin9.0 と R ソフトウェアを使用し、データの視覚化には Metasee ソフトウェアと Qiime ソフトウェアを使用します。

イネに関する試験研究及び圃場研究としてのガイドラインについての記述。イネ（栽培イネおよび野生イネ）に関する実験研究および野外調査（イネの収集を含む）は、関連する制度的、国内的および国際的なガイドラインおよび法律に準拠しており、この研究は地方および国の規制に準拠しています。米のさまざまな部分の微生物とレアアースの含有量の測定プロセスは、地域の土壌微生物や生態環境などに影響を与えません。実験の過程では、汚染を避けるために無菌サンプリングが実行され、研究は評価され、同意されました。地方自治体の環境保護当局。

表１より、稲わら返土後の土壌中に蓄積される全窒素量は、分げつ期、成熟期ともに減少していることがわかります。分げつ段階では、P1とP2の全窒素が最も減少し、次にK1とK2、次にN1とN2の減少が見られた。成熟段階では、土壌全窒素量は多い方から少ない方へ、K1、P2、N2、K2、N1、P1の順で減少しました。稲わら返土後の土壌アンモニア態窒素は、分げつ期のＰ２土壌を除き、分げつ期、成熟期ともに減少した。分げつ段階では、施肥方法に関係なく、1%稲わら返し土のアンモニア態窒素は2%土に比べて著しく低く、成熟期では2%稲わら返し土のアンモニア態窒素が低かった。 1%の土壌よりも。分げつ期、成熟期に関係なく、戻ってくる稲わらの土壌硝酸態窒素は減少したが、有意ではなかった。稲わら戻し土は分げつ期でも成熟期でも土壌の総リン含有量が増加した。

分げつ段階では、高から低への増加は、P1、N2、K2、N1、P2、K1の順でした。成熟段階では、高値から低値への増加は、K2、N2、N1、K1、P1、P2 の順でした。分げつ段階では、稲わらを戻すと土壌利用可能 P 含有量が大幅に増加し、その増加は P1、P2、K2、N1、N2、K1 の順で高かった。成熟期になると含有量は減少し、高い順に K2、K1、N1、N2、P1、P2 と減少しました。分げつ段階では、2%の稲わらを戻すと土壌利用可能なカリウム含有量が大幅に増加し、その増加量は次のとおりでした: N2、K2、P2。成熟すると、その効果はより複雑になりました。稲わら返しを行うと分げつ期、成熟期ともに土壌有機物が増加し、稲わら返し２％の方が稲わら１％返しよりも土壌有機物含量が高かった。

図 1 は、分げつ期および成熟期に稲わらを戻すと土壌 pH 値が向上することを示しています。 2%稲わら返し土の分げつ期の土壌pH上昇は1%稲わら返し土よりも高く、P2、N2、K2のpHは1%稲わら返し土より16.4%、15.3%、14.5%高かった。それぞれC。成熟段階では、K2、P1、およびN2のpHは、Cと比較してそれぞれ10.8％、8.40％、7.1％増加しました。

稲わら返し土が土壌pH値に及ぼす影響異なる文字は異なる土壌におけるポットイネ間の有意差を示し、「−１」は分げつ段階、「−２」は成熟段階を示す。以下同様。

図 2 は、稲わらを添加しない稲 (C) と、稲わら 1% と NPK 肥料を組み合わせたもの (N1) の根、芽、粒の乾燥重量が、稲わら 2% と NPK 肥料を組み合わせたもの (N1) よりも高いことを示しています。 (N2)、稲わら1%と2%にNP肥料を配合したもの(P1とP2)、稲わら1%と2%にNK肥料を配合したもの(K1とK2)。イネの根、芽、および穀粒の乾燥重量は、N1 > N2、P1 > P2、K1 > K2、N1 > P1 > K1、N2 > P2 > K2 でした。

稲わらの返却方法の違いが稲の根、芽、粒の乾燥重量に及ぼす影響。異なる文字は、異なる土壌での鉢植え米間の大きな違いを示します。

図３より、分げつ期と成熟期の稲わら返戻量と化成肥料施用量の違いにより、稲根のREE含量が向上し、分げつ期のN1、N2、P1、P2、K1、K2含量が増加することがわかる。それぞれ32.5%、0.6%、39.0%、34.8%、30.0%、27.5%であり、成熟段階でのN1、N2、P1、P2、K1、K2の増加はより顕著で、53.7%、57.0%でした。、それぞれ47.7%、59.8%、33.6%、46.4%でした。稲わらを戻すと、K1 サンプルを除くほとんどの米サンプルの新芽中の希土類元素含有量が増加しました。N1、N2、P1、P2、および K2 の新芽中の希土類元素含有量は、49.3%、42.0%、31.2、46.1 増加しました。分げつ段階ではそれぞれ %、46.5% でした。 P2 と K2 を除く成熟段階では、N1、N2、P1、および K1 のシュート中の希土類元素含有量は、それぞれ 41.3%、20.7%、21.9%、および 2.4% 増加しました。稲わらを戻すと、米粒の N2、P1、K2 中の希土類元素含有量がそれぞれ 24.5%、48.5%、45.9% 大幅に改善されました。 N1、P2、K1 における効果は有意ではありませんでした。

稲わらの返却方法の違いが稲の根、新芽、穀粒中の希土類元素含有量に及ぼす影響。異なる文字は異なる土壌の鉢植え米間の有意差を示します (小文字は同じ段階内の有意差を示し、大文字は 2 つの段階間の有意差を示します)、P < 0.05。

図 4A は、稲わら戻しが分げつ段階での根から新芽までの希土類元素の移動度に影響を与えることを示しています。同じ施肥条件下では、2% 稲わら返し土中の希土類元素の移動度は 1% 土壌よりも高く、結果として、稲わらを加えない場合の土壌よりも高くなります。 C と比較して、N2、P2、K2 の移動度はそれぞれ 41.7%、17.3%、26.2% 増加しました。図 4B は、稲わらの帰還が苗条から成熟段階の穀粒への希土類元素の移動速度に影響を与えることを示しています。同じ施肥条件では、稲わら返し土１％よりも２％稲わら返し土のほうが移行率が高く、稲わら無添加土よりも移行率が高かった。 Cと比較して、N2、P2、K2の移動度はそれぞれ4.8%、52.5%、54.9%増加し、N2の移動度はN1、P2～P1と比較してそれぞれ43.9%、62.8%、62.8%増加しました。そしてK2〜K1。

根から新芽、新芽から粒までのレアアースの移動性。 (A) は分げつ期の根から苗条への希土類の移動速度を示し、(B) は成熟時の苗条から粒への希土類元素の移動速度を示します。

土壌中の希土類希土類は、存在量指数、OTU 番号、Chao などの細菌の α 多様性に影響を与えます。多様性指数: シャノン、対シンプソン、豊かさ。均一性インデックス: 均一性。同じ配列を抽出する条件では、OTU の数が多いほど種の豊富さが高くなります。図 5 は、根圏の細菌 > 根の細菌 > 葉圏の細菌 > 葉の細菌の種の豊富さを示しています。根圏細菌の種密度は分げつ期のP1、P2、K1、N1と成熟期のP1、N2が最も高かった。 K1,分げつ期および成熟期のK2,成熟期のP2の根における細菌の種の豊富さは最も高かった。また、根圏細菌の種数はN1が最も高く、葉の細菌は成熟期のK1とK2が最も種数が多かった。希釈曲線では、基本的に曲線が平坦になる傾向があり、サンプル数が妥当であることを示しています。

細菌の 16S 遺伝子配列の希釈曲線。（「GN」は根圏の細菌、「R」は根圏の細菌、「YJ」は葉圏の細菌、「YN」は葉の細菌、以下同様）。

図6aは、戻ってくる稲わらの量の違いが、イネの根、根圏、葉、葉圏の細菌のChao1指数に異なる影響を与えることを示しています。分げつ段階では、稲わらの戻し量と施肥条件を変えると、根の細菌の Chao1 指数が 47.9 ～ 97.2% 増加し、大幅に改善されました。根圏細菌の増殖範囲は 5.6 ～ 25.4% であり、根の細菌の増殖範囲よりも小さかった。分げつ段階では、稲わらの戻り量と施肥条件の違いが葉の細菌の Chao1 指数に及ぼす影響は複雑でしたが、それらは葉圏の細菌の Chao1 指数を 40.8 ～ 206.4% 増加させて大幅に増加させました。成熟段階では、戻す稲わらの量の違いにより、稲根の細菌の Chao1 指数が 6.1 ～ 30.8% の範囲で減少しました。根圏細菌に対する影響は、増加するものと減少するものがあるため一貫性がありませんでした。

(a) イネの分げつ期および成熟期における根、根圏、葉、葉圏における細菌のα多様性（チャオ-1、リッチネス、シャノン）。 (b) イネの分げつ期および成熟期における根、根圏、葉および葉圏における細菌のα多様性（Inv_simple、Pielou_evenness、Simpson_evenness）。

図6aは、稲わらの戻し量の違いにより、分げつ段階のイネの根圏と根の細菌の豊富さ指数が大幅に改善されたことを示しています。 GNC-1 と比較して、稲わらを含む土壌の根細菌の豊富さ指数は 125.1 ～ 166.8% 増加しました。 RC-1と比較して、稲わら土壌中の根圏細菌の豊富さ指数は38.3〜56.0％増加しました。 YP2-1 を除いて、葉の細菌の富度指数は 149.3 ～ 344.6% 増加し、稲わらを添加した土壌ではイネの葉圏の細菌数は 98.4 ～ 359.0% 増加しました。成熟時に稲わらを添加すると、イネの根のバクテリアの豊富さ指数が 11.4 ～ 62.3% 増加しました。稲わらの帰還は、イネの根圏における細菌の豊富さの指数に有意な影響を及ぼさなかった。

図6bに見られるように、分げつ段階で稲わらを添加すると、イネの根の細菌のinv_Simpson指数が261.1〜586.4％大幅に増加しました。 RK1-1 と RK21-1 の増加に加えて、稲わらの添加により、イネの根圏における細菌の inv_Simpson 指数も 23.0 ～ 73.1% 増加しました。一方、稲わら添加が葉細菌の inv_Simpson 指数に及ぼす影響は複雑であり、指数は処理が異なると大きく異なりました。 YJK1-1 を除き、稲わらの添加によりイネ根圏細菌の inv_Simpson 指数が 16.7 ～ 69.8% 増加しました。成熟時に稲わらを添加すると、イネの根の細菌の Inv_Simpson が 56.9 ～ 318.3% 増加して大幅に改善されました。 YJN1-1 を除き、稲わらの添加によりイネの根圏細菌の inv_Simpson 指数が 3.7 ～ 80.1% 増加しました。

図6bは、分げつ段階で稲わらを添加すると、イネの根の細菌のピルー均一性が37.8〜58.9％増加し、大幅に改善されたことを示しています。イネの根圏における細菌のピルー均一性に対する稲わらの添加の影響は有意ではなかった。稲わらの添加が稲葉中の細菌のピルー均一性に及ぼす影響は複雑でした。サンプル YNK1-1 および YNK2-1 のインデックスは増加しましたが、他のサンプルのインデックスは減少しました。 YJK1-1 を除いて、稲わらの添加により、イネの葉圏における細菌のピルー均一性が 6.6 ～ 40.4% の増加範囲で改善されました。成熟段階では、稲わらを添加すると、イネ根中の細菌のピルーの均一性が 7.4 ～ 33.4% の範囲で改善されました。イネ根圏における細菌のピルー均一性に及ぼす稲わらの添加の影響は、成熟段階では有意ではなかった。

前の分析は、サンプル内の多様性である α 多様性です。サンプル間の差異もβ多様性を使用して分析されました。ノンメトリック多次元尺度法 (NMDS) は、位置決め、分析、分類のために、多次元空間の研究オブジェクト (サンプルまたは変数) を低次元空間に単純化し、オブジェクト間の元の関係を維持するデータ分析手法です。生態学的データの非線形構造をより適切に反映できます。応力係数は、NMDS 結果の品質を測定するために使用されました。図 7A は、分げつ段階のイネサンプルの NMDS 分析から得られた応力値が 0.09 であり、0.1 未満であることを示しています。これは、非メートル法の多次元スケーリング NMDS Bray-Curtis が適切であることを示しており、稲わらの戻り量が異なると、細菌のβ多様性に大きな影響を与えます。図 7B から、成熟段階のイネサンプルの NMDS 分析から得られた応力値は 0.159 で、0.2 未満であり、サンプル間に有意な差があることがわかります。図 7A、B は、サンプル間の差異が多くの側面で明らかであることを示しています。まず、垂直レベルから、イネの根と苗条のサンプル間の差異は顕著でした。第二に、水平レベルから見ると、根の細菌と根圏の細菌の間、および葉の細菌と葉圏の細菌の間には大きな違いがありました。第三に、さまざまな条件下で稲わらを土壌に戻すと、サンプル間に大きな違いが生じました。

稲わらの返し方の違いによるイネの細菌群集構造のβ多様性に関するNMDS解析（図(A)は分げつ期のイネの細菌群集構造のNMDS解析、図(B)はイネの細菌群集構造のNMDS解析を示す）成熟期、図中(C)は稲わらなしの条件、すなわち対照のサンプルを表す、K1とK2は稲わら1%と2%にNK肥料を配合したものを表す、N1とN2は1%と2%を表す。 2% の稲わらと NPK 肥料の組み合わせ、P1 と P2 は 1% と 2% の稲わらと NPK 肥料の組み合わせを表します)。

図８に見られるように、細菌には主にプロテオバクテリア、ファーミクテス、アクチノバクテリア、アシドバクテリア、クロロフレックスなどが含まれる。稲わらの添加により、分げつ段階のイネの根と葉、成熟時のイネの根圏におけるプロテウスの存在量が、それぞれ21.0～34.3%、32.1～99.7%、1.5～47.0%と大幅に減少した。分げつ段階におけるイネ根中のプロテウスの減少範囲については、稲わら２％添加の効果が稲わら１％添加よりも優れていた。分げつ段階の根圏および成熟段階の根におけるプロテオバクテリアの存在量は、それぞれ55.1〜78.9%および53.6〜111.2%増加しました。稲わらの返却条件の違いが分げつ段階の稲葉中のプロテオバクテリアの量に及ぼす影響は一貫していませんでした。サンプル YJN1-1、YJP1-1、および YJP2-1 の葉圏におけるプロテオバクテリアの存在量は、それぞれ 65.2%、33.4%、および 57.4% 減少しましたが、サンプル YJN2-1、YJK1 の葉圏におけるプロテオバクテリアの存在量はそれぞれ減少しました。 -1、YJK2-1はそれぞれ25.7%、174.6%、52.3%増加しました。

門レベルのヒストグラム。

稲わらを添加すると、分げつ段階の根と葉のファーミキューテスの存在量がそれぞれ218.7～411.6%と303.2～1069.9%と大幅に増加した。分げつ段階のイネの根圏、成熟期のイネの根圏と根におけるファーミクテスの存在量は、それぞれ16.3～61.1%、0.5～64.5%、42.3～70.3%減少した。稲わらの返却条件の違いが、分げつ段階のイネの葉圏におけるファーミキューテスの存在量に及ぼす影響には一貫性がなかった。サンプル YJK1-1 および YJK2-1 の葉圏におけるファーミクテスの存在量は、それぞれ 39.6% および 85.6% 減少しましたが、他のサンプルにおける変化は顕著ではありませんでした。

稲わらの添加により、分げつ段階のイネの根と根圏、成熟期のイネの根の放線菌量はそれぞれ6.7～60.4%、80.1～92.2%、28.8～61.5%減少した。稲わらの返却条件の違いが、分げつ段階のイネの葉および葉圏における放線菌の存在量に及ぼす影響は一貫性がなく、増加を示したサンプルもあれば、減少を示したサンプルもあった。サンプル YNP2-1 の葉におけるこの門の存在量は 88.3% 減少し、他のサンプルの葉におけるこの門の存在量は 11.7 ～ 5165.0% 増加しました。 YJK1-1のイネ葉圏における放線菌の存在量は79.7%減少した。稲わらの添加は、成熟期のイネの根圏における放線菌の量に有意な影響を与えなかった。

稲わらの返却条件を変えると、サンプルの根圏におけるアシドバクテリウムの存在量が大幅に減少し、減少範囲は 45.0 ～ 63.3% でした。サンプル RN2-2 を除いて、アシドバクテリアと根圏の存在量は大幅に減少し、成熟段階では減少範囲は 30.3 ～ 72.8% でした。稲わらの量が異なると、分げつ段階での稲の根中のアシドバクテリウムの量に異なる影響があった。 1%稲わら条件下のイネ根中のアシドバクテリアの存在量は26.8〜38.0%増加し、2%稲わら条件下のイネ根中のアシドバクテリア存在量は13.4〜62.5%減少した。稲わらの添加に関係なく、サンプルの葉および葉圏中のアシドバクテリウムの存在量は非常に低かった。成熟段階では、GNN2-2、GNK1-2、および GNK2-2 サンプルの根中のアシドバクテリウムの存在量はそれぞれ 72.7%、212.3%、および 213.1% 増加しましたが、他のサンプルの増加は顕著ではありませんでした。サンプル RN2-2 を除いて、根圏のアシドバクテリウムの存在量は大幅に減少し、減少範囲は 30.3 ～ 72.8% でした。稲わらを添加すると、根、根圏、葉、葉圏におけるスピロヘータ類、バクテロイデス類、イグナビバクテリア、ベルコバクテリア、クロロフレクシの存在量が大幅に増加しました。

図9で多量上位30菌属を比較すると、稲わら戻り土はイネの根、根圏、葉、葉圏における菌属の群集構造に影響を与えていることが分かりました。稲わら返し土を使用することで、お米の稲関連菌数が向上しました。例えば、稲わらの返還量と施肥条件の違いにより、分げつ段階のイネ根中のイデオネラ菌、アシドボラックス、プロピオニシモナス、エクシグオバクテリウム、クロストリジウムIII、ブラディリゾビウムの存在量が大幅に増加し、乳酸菌、クロストリジウム・センス・ストリクト、アクアバクテリウム、シトロバクターの存在量が向上した。、分げつ期と成熟期の両方のイネの根にパントエアとブラディリゾビウムが存在し、成熟期のイネの根にあるバークホルデリアの存在量が向上しました。さらに、稲わらを戻すことにより、分げつ段階のイネ根圏におけるイデオネラ、アシドボラックス、エクシグオバクテリウムおよびクロストリジウムⅢの存在量が増加し、分げつ段階および成熟段階の両方のイネ根圏におけるブラディリゾビウム、アゾスピラおよびアクアバクテリウムの存在量が増加し、存在量が向上した。成熟期のイネの根圏におけるサブディビジョン 5 の一般腸セディとプレオモルフォナスの観察。稲わら返し土では、分げつ期と成熟期の両方のイネ葉中の乳酸菌、分げつ期のイネ葉中のExiguobacterium Ideonella、Acidovorax、Exiguobacteriumの存在量、およびClostridium sensu stricto、Aquabacterium、Buttiauxella、Curtobacteriumの存在量が増加した。分げつ期および成熟期のイネの葉圏における。

属レベルのクラスタリングヒートマップ。

稲わら戻し土はイネ関連細菌の存在量を向上させるため、GNK2-1 ではアシドボラックス、クロストリジウムセンスストリクスト、プロピオニシモナス、クロストリジウム III、GNK2-2 ではバークホルデリア、GNK1-1 ではラクトバチルス、GNN1-1 ではラルストニア、アクイタレアなどのイネ関連細菌が増加します。 GNP1-2、RP1-1 のアゾスピラ、RP2-2 のジオバクター、RK1-1 のアクアバクテリウム、生息地が不明な下位 5 属および RK2-2 のカンジダタスコリバクター、YNP2-1 のエクシグオバクテリウム、YJP1-1 のシトロバクター、YJP1-1 のブティアウクセラYJK1-1、YJP1-1のパントエア、YJK2-1のクルトバクテリウム、RN2-2のリゾミクロベウムとゲオトリクス、RN1-2のブラディリゾビウム、RC-2のプレオモルフォナス、RP1-2のアシドセラが他のサンプルより有意に多かった。

稲わら戻し土は、イネに含まれる特定の関連細菌の量も大幅に減少させました。例えば、分げつ期のイネの葉圏と成熟期のイネの根圏のバチルス属の存在量を減少させ、稲わらを添加しなくてもYJC-1のバチルス属の存在量が最も高くなりました。分げつ段階のイネの根と根圏におけるセルロモナスの存在量は大幅に減少し、稲わらを添加しないRC-1サンプル中のセルロモナスの存在量が最も高くなりました。成熟期のイネの根圏に存在するプロピオニシモナス、分げつ期のイネの根に存在するバークホルデリア、および分げつ期のイネの葉に存在するブティアウクセラの存在量も減少した。さらに、イネの葉中のアシネトバクターの量は減少しました。したがって、稲わらを添加しない YNC-1 サンプルでその存在量が最も高かった。同様に、分げつ段階のイネの葉に含まれるコマモナスの量は大幅に減少しました。したがって、稲わらを添加しない YNC-1 サンプルでその存在量が最も高かった。また、イネの根圏におけるカンジダトゥス・ソリバクターとジオバクターの存在量は、稲わらの添加により成熟期に減少した。

図１０Ａから、有効Ｐ、有機物、全窒素、硝酸態窒素、根の希土類元素含有量、有効Ｋ、土壌水分などの環境因子が微生物群集に影響を与える重要な因子であることが分かる。イネの根、根圏、葉、葉圏における細菌の存在量は、有効リン、有機物、全窒素、硝酸性窒素と正の相関があり、稲わらを添加しない場合のイネの新芽および根の希土類元素含有量と負の相関があった。。 1％または2％の稲わらとNK肥料を組み合わせた土壌、および2％の稲わらとNPK肥料を組み合わせた土壌で栽培された米の根、根圏、葉、葉圏の細菌の量は、希土類元素の含有量と正の相関がありました。苗条と根、有効リン、有機物、全窒素、および硝酸性窒素と負の相関があります。図１０Ｂから、ｐＨ、根のＲＥＥ含有量、有機物、全窒素、硝酸性窒素、新芽中のＲＥＥ含有量、土壌水分含有量、および穀物のＲＥＥ含有量が、微生物群集に影響を与える主な環境要因であることが分かる。イネの根と根圏。 2%の稲わらとNP肥料を組み合わせた土壌で栽培した米の根、根圏、葉、葉圏の細菌数は、根と穀物のpHおよびREE含有量と正の相関があり、有機物と負の相関があった。、全窒素、硝酸態窒素。稲わらのない土壌で栽培したイネの根および根圏の微生物群集構造は、有機物、全窒素、硝酸性窒素と正の相関があり、根および穀粒のpHおよびREE含有量と負の相関があった。 1%の稲わらとNPK肥料を組み合わせた土壌で栽培したイネの根と根圏の微生物群集構造は、新芽のREE含有量および土壌の水分含有量と正の相関があり、有効Kと負の相関があった。それは、稲芽の希土類元素含有量および土壌の水分含有量と負の相関があり、利用可能な K と正の相関がありました。

イネ細菌群集の正準対応分析 (CCA) および CCA に基づく細菌群集変動ゾーニング分析 (VPA)。（図（A）は分げつ期のイネの細菌群集と環境因子の関係、図（B）は成熟期のイネの細菌群集と環境因子の関係を示す。R-REはイネの根中の希土類元素含有量を示し、 JY-REは稲芽中の希土類元素含有量、ZL-REは米粒中の希土類元素含有量、MCは土壌水分率を表し、図中の(C)は稲わらなしの条件でのサンプルを表します。、対照；N1 および N2 は、NPK 肥料と組み合わせた 1% および 2% の稲わらを表し、P1 および P2 は、NP 肥料と組み合わせた 1% および 2% の稲わらを表し、K1 および K2 は、NPK 肥料と組み合わせた 1% および 2% の稲わらを表します。 NK肥料）。

この研究は、土壌のpHを改善するために稲わらを戻すさまざまな方法を示しており、これはJinらの研究結果と一致しているだけではありません。中国江西省龍南県と新豊県のレアアース採掘地域で2.5%の稲わらと1.0%の稲わら灰を土壌に戻した研究結果2,3が、家庭での稲わら返土に関する他の多くの研究の結果とも一致しています。そして海外。コングら。稲わらを戻すと脱炭酸が促進され、土壌のpH38が上昇することが報告されました。王ら。稲わらを戻すと土壌の交換性K+、Ca2+、Mg2+は土壌pHと正の相関があり、土壌の交換性H+とAl3+は土壌pHと負の相関があり、それらの含有量は土壌pHと負の相関があることを効果的に改善できることが判明した。稲わら39．表１は、稲わら戻しにより土壌Ｋ＋の交換性が向上することを示している。したがって、本研究では個別の場合を除き、分げつの段階や成熟度、施肥方法に関わらず、2%稲わら返し土のpHは1%稲わら返し土よりも高かった。稲わら中の K のレベルは N および P のレベルよりも著しく高く、1 年目の稲わらからの K の放出速度は P および N の放出速度よりも大幅に高いため、稲わら中の無機リンのレベルは戻ってきます。土壌はリンの枯渇を促進し、リンの蓄積を減少させます。微生物が稲わらの分解に参加するには、より多くの窒素資源を消費する必要があります。作物は窒素を求めて微生物と競合し、その結果窒素が失われます28、40、41。したがって、本研究で異なる条件で稲わらを土に戻すと、土壌NとPが大幅に減少し、土壌Kが増加しました。

結論として、稲わら返し土は土壌の物理的・化学的性質に影響を与えます。この効果は、圃場に戻すわらの量と施肥方法に関係する40。1%の稲わらと比較して、2%の稲わらを戻す効果は顕著であり、稲の根、新芽、稲の乾燥重量が減少した。穀物が大幅に増加します。 K肥料なしの米粒の乾燥重量が最も重要であり、P肥料なしの苗条の乾燥重量が最も重要であり、1%稲わらとNPK肥料を組み合わせた米の根、苗条、および粒の乾燥重量は有意ではなかった。大幅に減少しました。まず稲わらを田んぼに戻し、水に浸します。高温の作用下では、急速に発酵して膨張し、土壌ギャップが増加し、稲の根と土壌の接触が妨げられ、稲の発根と根の成長が制限されます。第二に、稲わらを土に戻すと微生物が作物と窒素を奪い合い、結果として窒素が失われます。第三に、稲わらの戻しは微生物群集や米の機能に影響を与え、米の収量が減少します。稲わら返し土は、稲の根、芽、粒の重量に影響を与えるだけでなく、希土類含有量にも影響を与えます。稲わらの返還量に関わらず、米のすべての部分で希土類元素含有量が増加しており、稲わら２％添加の効果がより顕著であった。ジンら。稲わらを戻すと米の乾燥重量が減り、希土類含有量が増加することが示されました42。他の研究では、稲わらを土壌に添加した後、短時間で可溶性有機物の放出により土壌重金属の活性が増加し、それがイネへの移行と蓄積を促進することが示されています43,44,45。分げつ段階では、根から苗条への固形物の移動が促進され、これが、稲わらを含む土壌で栽培したイネの苗条中の希土類元素含有量が対照のものよりも有意に高かった理由であると考えられる。成熟期において、稲わら戻し土中の米粒中の希土類元素含有量が対照に比べて有意に高かったのは、苗条から粒への重金属の移動が促進されたためと考えられる。

稲わらの帰還は、土壌の pH、C、N、P、K 含有量、および土壌希土類元素の生物学的利用能の変化をもたらし、イネの根、根圏、葉、および葉圏における細菌群集の構造と機能の変化に影響を与えます27。さまざまな条件下で稲わらを土壌に加えた後、稲の根のChao1指数が成熟すると低下することを除いて、ほぼすべてのサンプルの存在量、多様性、均一性が大幅に増加しました。土に戻る稲わらは、より多くの有機炭素を提供し、細菌の増殖に栄養を与え、細菌の繁殖と成長を促進し、水田土壌中の細菌群集の多様性を高めます11。稲わらの返却中に新種が導入される可能性があり、稲わらの返却により希土類の生物学的利用能が向上します。これらの要因が、細菌群集の豊かさと多様性の向上の理由である可能性があります。本研究では、稲わら戻し土により土壌全窒素とアンモニア態窒素の削減につながりました。窒素含有量は、プロテオバクテリアの存在量の変化に影響を与える重要な要素です5。したがって、稲わら戻し土後では、分げつ期のイネの根、根圏、葉、葉圏と成熟期のイネの根、根圏におけるプロテオバクテリアの存在量が大きく変化した。土壌および植物中のレアアースの含有量は、ファーミクテスに影響を与える主な要因です2、3。この研究では、稲わらの添加により、イネの根、新芽、および穀粒中の希土類元素含有量が増加し、その結果、分げつ段階およびイネの根、根圏、葉、葉圏におけるファーミキューテスの存在量に大きな変化が生じました。成熟したイネの根と根圏に存在します。特に、イネの根、葉、分げつ期の葉圏において、イネの葉圏におけるこの門の存在量は、対照区に比べて有意に高かった。 pH の変化は、土壌中のアシドバクテリウムの存在量に大きな変化をもたらします 46,47。稲わらを土に戻すと土壌のpHが上昇し、分げつ期のイネ根圏のアシドバクテリウムの量が大幅に増加しました。研究では、稲わらを畑に戻すと土壌有機物の蓄積が減少し、放線菌の存在量の減少につながる可能性があることが示されています。これが、この研究における分げつ段階および成熟段階におけるイネの根中の機能的な放線菌の存在量が大幅に減少した理由である可能性があり、これは多くの以前の研究と一致しています2、3、48。有機物の種類、質、量の変化により、スピロヘータ属、バクテロイデス属、イグナビバクテリア属、ベルコバクテリア属、およびクロロフレックス属の存在量が変化しました。

環境の変化は宿主の根、根圏、葉、葉圏の細菌の変化をもたらし、細菌の変化は宿主に影響を与えます。内生菌はイネの生育に大きな影響を及ぼしており、宿主植物に対するその影響は有益なもの、中立的なもの、有害なものに分けられます49。善玉菌は窒素固定、増殖促進、耐病性、ストレス耐性などの機能を持っています50,51。今回の研究では、人工土壌に稲わらを添加していない米（コントロール）の乾燥重量が最も大きく、希土類含有量が最も低かった。稲わらを添加しない場合のイネの葉圏におけるバチルス菌の存在量は、稲わらを使用した土壌で栽培したイネの数十倍でした。葉のアシネトバクターとコマモナス、根圏のカンジダソリバクターとプレオモルフォナスは、稲わらを添加した土壌で栽培したイネに比べて有意に多かった。バチルスは窒素固定微生物であり、イネの窒素調節に重要な役割を果たします。ガス状の N2 を NH4+ に変換し、硝酸態窒素の浸出損失を減らし、生態系の窒素バランスを維持します。これが、稲わらを添加しないサンプルの土壌アンモニア態窒素が他のサンプルに比べて著しく高かった重要な理由であると考えられる。バチルスは、有害な細菌、病原体、その他の有害な微生物を阻害することができます。例えば、Bacillus amyloliquefaciens RWL-1 は、イネのジベレリンとサリチル酸の生成を適切に増加させ、ジャスモン酸とアブシジン酸の生成を阻害してイネの成長を促進します 52,53。アシネトバクターは強力な脱窒能力を持っており、重金属銅に対する植物の耐性、重金属ニッケルイオンの除去能力、希土類元素の分離能力を向上させることができます。コマモナスは、さまざまな環境汚染物質に対して優れた分解能力も備えています54、55、56。

分げつ段階では、稲わらを添加した人工土壌中のExiguobacteriumの存在量は対照の数百倍、葉中のレベルは対照の数十倍でした。いくつかの研究では、この細菌がグラム陽性およびグラム陰性の食中毒病原菌に対して広範囲の抗菌効果を示し、またさまざまな植物病原菌に対して拮抗作用を持ち、窒素固定、リン酸可溶化、そして鉄キャリア世代57,58。これは、本菌の多量が稲わら添加後の稲の生育を促進し、対照との差が縮まったためと考えられる。さらに、稲の根、根圏、葉、葉圏の細菌に対して、わらの田畑への帰還方法が異なると、影響も異なります。 NPK肥料を配合した1%稲わらを圃場に施用すると、分げつ期のイネの葉および葉圏におけるエクシグオバクテリウムの存在量が大幅に向上し、根のラルストニアの存在量が大幅に向上し、イネの葉圏のバチルス属の存在量が大幅に向上しました。は対照に次いで 2 番目であり、他の処理よりも有意に高く、根圏の Bradyrhizobium は成熟段階で大幅に改善されました。 Exiguobacterium、Bacillus、Bradyrhizobium には窒素固定、成長促進、ストレス耐性の能力があり 53、これが NPK と組み合わせた 1% 稲わらの穀粒乾燥重量が高くなる重要な理由である可能性があります。ラルストニアは植物病原体 59 であり、イネの成長に影響を与えるため、イネの根と新芽の乾燥重量が低い原因となります。 NPK肥料を配合した2%稲わらを土壌に施用すると、分げつ期のイネの葉および葉圏におけるExiguobacteriumの存在量が大幅に改善され、分げつ期のイネの根におけるIdeonellaの存在量が改善され、また、稲の分げつ期における根粒菌およびGeothrixの存在量が増加した。成熟期のイネの根が大幅に改善されました。 Geothrix は有機物の急速な分解を促進し、Rhizomicrobium とともに作物の成長を促進します60。 NPK肥料と組み合わせた1%稲わらの施用により、分げつ段階で葉と葉圏のExiguobacteriumの存在量が大幅に増加しただけでなく、イネの根圏のAzospira、Citrobacter、およびPantoeaの存在量も増加しました。イネの根におけるアキタレアとアシドセラの量は、成熟段階で大幅に増加しました。根圏のアゾスピラとアシドセラ、根のアキタレアには窒素固定効果と成長促進効果があります33,61,62。これは、1%の稲わらとNP肥料を組み合わせた土壌中のイネの根の乾燥重量がより大きくなる原因である可能性があります。イネの葉圏にいるシトロバクターは作物の生育に寄与しない可能性があり、パントエアはイネの新たな細菌性葉枯れ病を引き起こすことが報告されています60。したがって、1%の稲わらとNP肥料を組み合わせた土壌中の新芽と穀粒の乾燥重量はより低くなります。

2%の稲わらとNPを土壌に施用した場合、分げつ段階の葉と葉圏におけるExiguobacteriumの存在量は、他の同様のサンプルよりも高かった(それぞれ99.5%と74.6%)。成熟時の根圏におけるジオバクテリウムの存在量は大幅に増加しており、これがイネの根と新芽の乾燥重量が大きい重要な理由である可能性があります。 1%の稲わらとNKを土壌に施用すると、分げつの段階でイネの葉と葉圏のExiguobacteriumの量が大幅に改善されただけでなく、根圏のLactobacillus、Acidovorax、Clostridium sensu stricto、およびAquabacteriumの量も大幅に向上しました。葉のButtiauxellaは分げつ段階で大幅に改善されました。乳酸菌は有益な菌です。アクアバクテリウムとブティアクセラは汚染物質を分解し、カドミウム処理植物の地上部と根のバイオマスとクロロフィル含有量を大幅に改善することができ、これが根、新芽、および穀物の乾燥重量が高くなる理由である可能性があります63。アシドボラックスは細菌性疾患を引き起こしやすい。 Clostridium sensu stricto は環境中に外毒素を生成し、作物の生育に影響を与える可能性があります 15,64。 NK を含む稲わら 2% を圃場に施用すると、分げつの段階で葉および葉圏中の Exiguobacterium の量が大幅に改善されただけでなく、Acidovorax、Clostridium sensu stricto、Propionicimonas、Clostridium III、Buttiauxella、および成熟期のイネの葉のクルトバクテリウムと根と根圏のバークホルデリアが大幅に改良されました。 Acidovorax、Clostridium sensu stricto、Curtobacterium は植物に有害な病原菌であり、これらの病原菌を含むイネの根や新芽の乾燥重量が他のサンプルに比べて軽いのはこのためと考えられます。 Buttiauxella と Burkholderia は汚染物質を分解し、作物の成長を促進する可能性があります。これが、これらの細菌を含む米粒の乾燥重量が他のサンプルよりも重い理由の 1 つである可能性があります。

稲わらの帰還は、土壌のpH、N、P、K、有機物、米バイオマス、REE含有量に影響を与えます。稲わらの返還量や施肥方法の違いで効果も異なります。異なる条件で稲わらを戻すと土壌pHが向上し、2%の稲わら戻しの効果は1%の稲わら戻しよりも大きくなります。稲わら返し土は土壌中の窒素、リン、有機物の蓄積を減少させ、土壌K含有量を増加させますが、稲わら返しの方法が異なると効果も異なります。また、稲わら返還による米粒乾燥重量の減少は、稲わら２％添加＞１％添加、ＮＰ併用＞ＮＫ併用＞ＮＰＫ併用で減少した。稲わら返還により米中の希土類元素含有量が増加し、2%の稲わらを土壌に返した場合のレアアース含有量の増加は、1%の稲わらを土壌に返した場合よりも大きかった。

稲わらの帰還は、イネの根、根圏、葉、葉圏における細菌の群集構造と機能に影響を与えます。稲わらをさまざまな方法で土壌に加えた後、成熟時の稲の根の Chao1 指数の低下を除いて、他のほぼすべてのサンプルの存在量、多様性、均一性が大幅に増加しました。稲わらを戻すと、イネの根圏に存在するバチルス菌の量が減少しました。稲わらを添加したイネにおける根圏細菌のエクシグオバクテリウムの存在量は対照の数百倍、葉中のレベルは対照の数十倍であった。戻された稲わら (2%) には、アシドボラックス、クロストリジウムセンスストリクト、シトロバクター、クルトバクテリウムなどの有害な細菌や病原性細菌が増加しました。対照的に、1%の稲わら戻しは、乳酸菌、アゾスピラ、アシネトバクター、ブラディリゾビウム、アシドセラなどの窒素固定細菌、成長促進細菌、ストレス耐性細菌の豊富さを促進しました。稲わらを加えない米粒の乾燥重量＞稲わら１％を加えた米粒の重量＞稲わら２％を加えた米粒の重量。

イネの分げつ段階における根、根圏、葉、葉圏の細菌群集構造には、有効リン、有機物、全窒素、硝酸性窒素、根中の希土類元素含有量、有効カリウム、土壌水分などの環境因子が影響を与える重要な因子である。。 pH、根の希土類元素含有量、有機物、全窒素、硝酸態窒素、苗条の希土類希土類含有量、土壌水分含有量、成熟時の穀粒中の希土類元素含有量は、イネの根の細菌の群集構造に影響を与える主な環境要因です。そして根圏。

研究の配列決定から得られた配列は、国立バイオテクノロジー情報センター (NCBI) のシーケンスリードアーカイブ (SRA) でプロジェクト番号: PRJNA874862 として入手できます。

ジン、SL 他リン酸塩含有材料の適用は、土壌中の希土類元素の生物学的利用能と細菌群集に影響を与えます。科学。中国技術。科学。 62、1616–1627。 https://doi.org/10.1007/s11431-018-9426-3 (2019)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Jin、SL、Hu、ZJ、Huang、YZ、Hu、Y.、および Pan、HH イネおよび土壌溶液中の希土類元素濃度に対するいくつかのリン酸塩補正剤の X 線回折による評価。 Chemosphere 236、124322。https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.07.053 (2019)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ジン、SL 他レアアース採掘地域の土壌植物生態系におけるリン含有物質に対するイネと細菌群集の反応。 J.ハザード・メーター。 381、121004。https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121004 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Jin、W.、Hu、ZJ、Bai、YJ、Dong、CX & Jin、SL 重希土類元素の採掘地域における稲わらの混入に対するイネと細菌群集の反応。 BioResources 14、9592–0409。 https://doi.org/10.15376/biores.14.4.9392-9409 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

ジン、SL 他稲わらおよび稲わら灰が稲の生育に及ぼす影響とレアアース採掘土壌における細菌群集のα多様性。科学。議員10、1-12。 https://doi.org/10.1038/s41598-020-67160-w (2020)。

記事 CAS Google Scholar

ジン、SL 他江西省の典型的なレアアース鉱山地域における土壌と作物のレアアース元素含有量と健康リスク評価。アクタサイエンス。状況。 34、3084–3093。 https://doi.org/10.13671/j.hjkxxb.2015.0609 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Liang、T.、Li、KX、Wang、LQ 中国の鉱山地域における重要な環境構成要素の希土類元素の状態。環境。モニト。評価。 186、1499–1513。 https://doi.org/10.1007/s10661-013-3469-8 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Ma、L.、Dang、DH、Wang、W.、Evans、RD & Wang、WX 中国の珠江デルタのレアアース元素: REE 産業が水、浮遊粒子、カキに及ぼす潜在的な影響。環境。汚染。 244、190–201。 https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.10.015 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

ゴング、B.ら。カチオン競合と静電理論は、Triticum aestivum に対する 3 価の希土類イオン (Y3+ および Ce3+) の毒性を定量化する際に同様に有効です。環境。汚染。 250、456–463。 https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.04.075 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

マ、YL 他全粒トウモロコシわらの添加: 土壌の物理的および化学的特性の変化と冬小麦への影響。 J. 中国農業。大学 8、42–46 (2003)。

Google スカラー

Cui、XW、Zhang、YZ、Wu、JS、Peng、FY わらを畑に戻すことが土壌の質と作物の成長に及ぼす影響に関する研究の進捗状況。顎。 J.土壌科学。 45、1527–1532。 https://doi.org/10.19336/j.cnki.trtb.2014.06.038 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Gao、J.ら。わらの活用法についてのディスカッション。作物耐性 33、597–602。 https://doi.org/10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2019.06.23 (2019)。

記事 Google Scholar

Guo, LJ, Zheng, SX, Cao, CG & Li, CF 中国中部の米・小麦作付システムでは、耕作慣行とわら返し法が表土細菌群集と有機 C に影響を与えます。科学。議員 6、33155。https://doi.org/10.1038/srep33155 (2016)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ディン、LJら。水田土壌における長期有機総合施肥により微生物の機能多様性が増大。応用微生物。バイオテクノロジー。 102、1969 ～ 1982 年。 https://doi.org/10.1007/s00253-017-8704-8 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Jin、SL、Hu、ZJ、Huang、YZ、Pan、HH、Hu、Y。稲わら、稲わら灰、骨炭が稲のレアアース元素の摂取と蓄積に及ぼす影響。 BioResources 13、8593–8613。 https://doi.org/10.15376/biores.13.4.8593-8613 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Wang、YS、Hou、XL、Cai、LP、Ma、XQ 土壌細菌群集の組成と生物多様性に対するレアアース採掘の影響。中国環境。科学。 37、3089–3095 (2017)。

CAS Google スカラー

Hu、XM、Yuan、XS、Dong、L. 石炭飛灰とわらは、鉱山荒地からの Cu、Cd、Zn を固定化します。環境。化学。レット。 12、289–295。 https://doi.org/10.1007/s10311-013-0441-3 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

リー、B.ら。カドミウムの植物利用可能性の現場証拠は、カドミウム汚染石灰質土壌中の菜の花および/または硫酸亜鉛を含む赤泥によって効果的に減少した。 PLoS ONE 9、e109967。 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0109967(2014) (2014)。

記事 ADS Google Scholar

Jia, L.、Zhu, JY & Su, DC 作物わらの帰還がさまざまなカドミウム汚染土壌における土壌カドミウム利用可能量に及ぼす影響。 J. アグロエンビロン。科学。中国 29、1992 ～ 1998 年 (2010)。

CAS Google スカラー

スーザン、T.ら。金属で汚染された鉱山土壌の堆肥による修復: 共同堆肥化と企業内での堆肥化。環境。汚染。 157、690–697。 https://doi.org/10.1016/j.envpol.2008.08.006 (2009)。

記事 CAS Google Scholar

Avvarenga, P. et al. 植物安定化促進における固定化剤としての有機残留物: (I) 土壌の化学的特性に対する影響。ケモスフィア 74、1292–1300。 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2008.11.063 (2009)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Tong、XJ et al. 赤土による銅(II)の吸着に対する作物わら由来のバイオ炭の影響。Ｊ．Ｅｃｏｌ．田舎の環境。 27、37–41 (2011)。

CAS Google スカラー

ガン、WJら。電気めっき工場における汚染土壌浄化に対する藁バイオ炭の効果とメカニズム。Ｊ．Ｅｃｏｌ．田舎の環境。 28、305–309 (2012)。

CAS Google スカラー

シャン、YHら。浸水土壌におけるカドミウムと銅の溶解度に対するわらの混入の影響。顎。Ｊ．Ｅｃｏｌ． 27、1362–1366 (2008)。

Google スカラー

Peng, Y. et al. 稲わらを土壌に組み込むことが、さまざまな灌漑システムの下で土壌窒素供給と米収量に及ぼす影響。顎。 J.エコアグリ。 15、30–33 (2007)。

CAS Google スカラー

彼、Y.ら。中国農業工学協会の論文。トランス。顎。社会農業。工学 35、105–114。 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2019.07.013 (2019)。

記事 Google Scholar

Zhan, YS & Feng, YZ 水田土壌中の微生物に対する戻りわらの影響に関する進歩。顎。 J.土壌科学。 48、1530–1536。 https://doi.org/10.19336/j.cnki.trtb.2017.06.36 (2017)。

記事 Google Scholar

ワン、QXら。帰還わらが水田土壌の窒素循環微生物や機能遺伝子に及ぼす影響に関する研究が進展。アクタ・アグリック。浙江源。 31、333–342。 https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-1524.2019.02.20 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

ドン、YLら。小麦・トウモロコシ茎の華北への返還の問題点とその対策に関する研究。土壌肥料。科学。中国 1、159–163。 https://doi.org/10.11838/sfsc.20180126 (2018)。

記事 Google Scholar

Zhang、XZら。土壌-イネ生態系の根圏、根、葉圏、葉の細菌に対するレアアース元素の影響。科学。議員 12、2089。https://doi.org/10.1038/s41598-022-06003-2 (2022)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Gao, Y. イネ内生放線菌 OsiSh-2 および OsiLf-2 の耐病性および成長促進特性と反応機構。中国湖南大学博士論文。 https://doi.org/10.27135/d.cnki.ghudu.2020.002151 (2020)。

ソング、WW 他植物内部寄生虫と植物病害に対するそれらの制御について概説します。江蘇農業。科学。 46、12–16。 https://doi.org/10.15889/j.issn.1002-1302.2018.06.004 (2018)。

記事 Google Scholar

リュー、JWら。イネ内生菌の進歩と展望。生命科学。解像度 25、232–239。 https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2020.08.0233 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Li、GC、Zhang、SY、Xiao、W.、Zhang、NM イネの内部寄生虫に関する研究の進歩。顎。農業。科学。ブル。 31、157–162。 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.2014-2591 (2015)。

記事 Google Scholar

周、JYら。カドミウム耐性イネ内部寄生菌の分離、特性評価、接種とカドミウム汚染環境下でのイネに対するそれらの影響。環境。汚染。 260、113990。https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.113990 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Bulgarelli, D.、Schlaeppi, K.、Spapepen, S.、van Themaat, EVL & Schulze-Lefert, P. 植物の細菌叢の構造と機能。アンヌ。 Rev. Plant Biol. 64、807–838。 https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-050312-120106 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

ルンドバーグ、DS et al. シロイヌナズナの中心となる根のマイクロバイオームの定義。自然 488、86–90。 https://doi.org/10.1038/nature11237 (2012)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Cong、RH et al. 長期わら混入土壌における窒素変換に対するさまざまな外因性窒素源の添加の影響。 J. Plant Nutr. 肥料。 25、1107–1114。 https://doi.org/10.11674/zwyf.18295 (2019)。

記事 Google Scholar

Wang, J.、Wang, HB、Zhao, XM & Zhao, LP さまざまな有機含有量を含む土壌の酸性度および緩衝性能に対するわらの添加の影響。 J. 土壌水保全。 34、361–368。 https://doi.org/10.13870/j.cnki.stbcxb.2020.06.050 (2020)。

記事 Google Scholar

Jiang、CQ、Zheng、QS、Zu、CL 土壌カリウムに戻されるわらの影響とカリウム肥料の代替品に関する研究の進展。顎。Ｊ．Ｅｃｏｌ． 34、1158–1165。 https://doi.org/10.13292/j.1000-4890.20150311.032 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

周、DXら。異なるわら返還量における微生物群集の多様性とわらの栄養放出。顎。 J.土壌科学。 49、848–855。 https://doi.org/10.19336/j.cnki.trtb.2018.04.13 (2018)。

記事 Google Scholar

ジン、SL 他土壌中の希土類元素の浸出に対する骨炭、リン酸塩岩および改質剤の影響。アクタサイエンス。状況。 36、3818–3825。 https://doi.org/10.13671/j.hjkxxb.2015.0807 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Gondek, K.、Mierzwa-Hersztek, M.、Kopeć, M. トウモロコシわら、下水汚泥、バイオ炭から製造された堆肥を施用した後の砂質土壌における重金属の移動度。Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．管理。 210、87–95。 https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.01.023 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

サラム、A. et al. 稲わらおよび菜種残渣由来のバイオ炭は、異なる含水量の下で汚染土壌中のトウモロコシへの銅および鉛の地球化学的フラクションおよび植物利用能に影響を与える。Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．管理。 237、5-14。 https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.047 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Mousavi, SM、Moshiri, F. & Moradi, SM トウモロコシわら、下水汚泥、バイオ炭から製造された堆肥を施用した後の砂質土壌における重金属の移動度: Gondek et al. の考察。（2018年）（注）。Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ． 222、132 を管理します。https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.05.035 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

ブルガリ、D. 他シロイヌナズナの根に生息する細菌叢の構造と集合の手がかりを明らかにする。自然 488、91–95。 https://doi.org/10.1038/nature11336 (2012)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Chhabra, S. et al. 施肥管理は、大麦根圏土壌のアルカリホスファターゼ細菌群集に影響を与えます。バイオル。肥料。土壌49、31-39。 https://doi.org/10.1007/s00374-012-0693-2 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

チャオ、YQ 他レアアース鉱山の放棄地における土壌微生物群集の構造、変動、および共起。環境。科学。テクノロジー。 50、11481–11490。 https://doi.org/10.1021/acs.est.6b02284 (2016)。

記事 ADS CAS Google Scholar

高橋洋ほかイネの細胞間液における微生物群集のプロファイル。 J. Gen. Plant Pathol。 77、121–131。 https://doi.org/10.1007/s10327-010-0289-3 (2011)。

記事 CAS Google Scholar

Feng, Y.、Shen, D. & Song, W. イネ内生菌 Pantoea agglomerans YS19 は、宿主植物の成長を促進し、宿主光合成物の配分に影響を与えます。Ｊ．Ａｐｐｌ．微生物。 100、938–945。 https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2006.02843.x (2006)。

記事 CAS Google Scholar

Haney, CH、Samuel, BS、Bush, J. & Ausubel, FM 根圏細菌との関連は、植物に適応上の利点を与えることができます。ナット。 Plants l、15051。https://doi.org/10.1038/nplants.2015.51 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

ラヒーム、S.ら。内生菌Bacillus amyloliquefaciens RWL-1からの新しい生物活性酵素阻害剤の特性評価。分子 23、114。https://doi.org/10.3390/molecules23010114 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Cai、WJ「ブラディリゾビウム ORS278 とイネの相互作用の研究」（華南農業大学、2018 年）。

Google スカラー

Gracioso, LH アシネトバクター属における銅応答の分析比較プロテオミクスによる。メタロム。統合します。バイオメタルサイエンス 11、949–958。 https://doi.org/10.1039/c8mt00365c (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Wu、ZZ、Su、JF、Ali、A.、Hu、XF、Wang、Z. カルシウム沈殿株アシネトバクター sp. によるフッ化物、重金属、硝酸塩の同時除去に関する研究。 H12. J.ハザード。メーター。 405、124255。https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124255 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

He、FG、Ren、ZH、Mi、XJ、Cui、JZ Comamonas testosteroni による石油汚染物質の分解が進歩。顎。ブル。生命科学。 25、106–112。 https://doi.org/10.13376/j.cbls/2013.01.016 (2013)。

記事 Google Scholar

SG のパンディット、PMR のクリシュナ、マサチューセッツ州ダール Exiguobacterium sp. の殺菌効果食品由来の病原菌に対する GM010 色素。フロント。持続する。食品システム。 4、1～9。 https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.00142 (2020)。

記事 Google Scholar

キム、JY 他土壌から分離されたシュードモナスゲニキュラータ ANG3、エクスイグオバクテリウムアセチリカム ANG40、およびバークホルデリアスタビリス ANG51 の植物成長促進および病害制御活性。微生物。バイオテクノロジー。レット。 48、38–47。 https://doi.org/10.4014/mbl.1906.06002 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Zhong、ZM 果樹園レッドアースにおける土壌可溶性窒素と細菌群集の動的変化に対する Chamaechrista rotundifolia の効果。福建農林大学博士論文（2019年）。

マリア、R. et al. オクロバクトラム種とパントエア種の小麦の成長促進形質は、さまざまなリン源の可溶化に関与しており、複数のリン放出経路の酵素をコードする遺伝子によって確保されています。微生物。解像度 246、126703。https://doi.org/10.1016/j.micres.2021.126703 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Ramos、AC、Melo、JS、Souza、BD & Fábio、LO 内生菌 Herbaspirillum seropedicae を接種すると、イネの成長、栄養素の摂取、光合成効率が促進されます。 Planta 252、87。https://doi.org/10.1007/s00425-020-03496-x (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, N.、Fang, Q.、Wu, D. & Sun, QY 2 つの Herbaspirillum 株の同定と、石炭脈脈ストレス下での Vetiveria zizanioides L. に対するその成長促進効果。微生物。中国 48、2595 ～ 2606 年。 https://doi.org/10.13344/j.microbiol.china.201107 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

ウー、Ｋら。内生菌 Buttiauxella sp. SaSR13 は、植物の成長と高蓄積物質 Sedum alfredii のカドミウム蓄積を改善します。環境。科学。汚染。 R. 125、21844–21854。 https://doi.org/10.1007/s11356-018-2322-6 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

マサム、MMI et al. イネ褐縞病原体アシドボラックス・オリゼの生物防除における操作グループBacillus amyloliquefaciensに属する耐塩性細菌。Ｊ．Ａｐｐｌ．微生物。 125、1852 ～ 1867 年。 https://doi.org/10.1111/jam.14088 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

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この研究は、中国国家自然科学財団 (助成金番号 41867062) および中国江西省教育局の科学技術プロジェクト (助成金番号 190885) によって支援されました。

上饒師範大学、上饒市、334000、中国

Shulan Jin、Chengxu Dong、Yijun Bai、Huahua Pan、Zhonjun Hu

農業農村部科学研究監視研究所、天津、300191、中国

黄一宗

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SLJ は ZJH、CXD、YJB、HHP、YZH の助けを借りてすべての実験を実行し、SLJ が原稿を書きました。 SLJとZJHがデータ処理と分析を行いました。 SLJ が図を用意しました。 1、2、3、4、5、6。ZJH が作成した図。著者全員が原稿をレビューし、出版されるバージョンを承認しました。

胡忠俊氏への対応。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Jin, S.、Huang, Y.、Dong, C. 他レアアース採掘地域における稲の部位別のバクテリアに対する返藁量と施肥条件の違いの影響。 Sci Rep 13、412 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-27553-z

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受信日: 2022 年 8 月 21 日

受理日: 2023 年 1 月 4 日

公開日: 2023 年 1 月 9 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-27553-z

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