氮肥减施对库尔勒香梨成熟期果园土壤细菌群落结构的影响

2024-12-28 00:00:00李惠霖张曦瑜沈幸黄静如李伟严琳森柴仲平
南方农业学报 2024年10期
关键词:土壤养分

摘要:【目的】探究减施氮肥对库尔勒香梨成熟期果园土壤细菌群落结构组成及多样性的影响,为减少氮肥施用,改善梨园土壤微生物群落及保障库尔勒香梨产业高质量发展提供理论依据。【方法】对库尔勒香梨植株设置不施肥(N0P0K0)处理、不施氮肥(N0PK)处理、常规施肥(NPK)处理以及分别较常规施肥用氮量减少10%(N1PK)、20%(N2PK)、30%(N3PK)3个氮肥减量梯度处理。采用高通量测序技术,研究香梨园土壤细菌群落结构组成与群落多样性对氮肥减施的响应,并分析香梨园土壤理化性质与土壤细菌群落结构组成的相关性。【结果】与N0PK处理相比,N1PK、N2PK和N3PK处理中土壤碱解氮含量显著增加(Plt;0.05,下同)。土壤细菌群落以放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为主要优势菌门,N1PK处理下放线菌门的相对丰度较NPK处理增加13.99%;细菌群落以芽孢杆菌属(Bacillus)、考克氏菌属(Kocuria)、盐单胞菌属(Halomonas)和节杆菌属(Arthrobac-ter)为主要优势菌属,N2PK处理下节杆菌属的相对丰度较NPK处理明显降低87.50%。N1PK处理下Simpson指数显著高于NPK处理,N2PK处理下Chao1指数、Observed_species指数最低,较N0PK处理分别降低43.23%、39.01%。主坐标分析(PCoA)结果显示,第一主坐标(PCoA1)和第二主坐标(PCoA2)共解释不同处理间库尔勒香梨成熟期果园土壤细菌群落总差异的33.6%,速效钾含量与Chao1指数和Observed_species指数呈极显著负相关(Plt;0.01,下同);与Goods_coverage指数呈极显著正相关。【结论】速效钾是库尔勒香梨果园土壤细菌群落多样性的主要影响因子,在完全施氮基础上减量10%对果园土壤细菌的放线菌门相对丰度以及细菌群落的多样性有明显促进作用,实际生产中适宜的氮肥施用量为270 kg/ha。

关键词:库尔勒香梨;氮肥减施;细菌群落;土壤养分

中图分类号:S661.206文献标志码:A文章编号:2095-1191(2024)10-3071-13

Effects of nitrogen fertilizer reduction on soil bacterialcommunity structure in Korla fragrant pear orchardsat ripening stage

LI Hui-lin1,ZHANG Xi-yu1,SHEN Xing1,HUANG Jing-ru1,LI Wei1,YAN Lin-sen1,CHAI Zhong-ping1,2*

(1College of Resources and Environment,Xinjiang Agricultural University,Urumqi,Xinjiang 830052,China;2Xinjiang Soil and Plant Ecological Processes Laboratory,Urumqi,Xinjiang 830052,China)

Abstract:【Objective】The study aimed to explore the effects of nitrogen fertilizer reduction on the composition and diversity of the bacterial community in the soil(0-20 cm soil layer)of Korla fragrant pear orchards at ripening stage,pro-viding theoretical basis for reducing nitrogen fertilizer application,improving the soil microbial community in pear or-chards,and ensuring the high-quality development of Korla fragrant pear industry.【Method】Treatments were set up for Korla fragrant pear plants,including no fertilization(N0P0K0),no nitrogen fertilizer(N0PK),conventional fertilization(NPK)treatments,as well as 3 nitrogen reduction gradients:nitrogen application reduced by 10%(N1PK),20%(N2PK)and 30%(N3PK)compared to conventional fertilization.High-throughput sequencing technology was employedto study the response of soil bacterial community composition and diversity to nitrogen fertilizer reduction in fragrant pear orchards,and to analyze the correlation between soil physicochemical properties and the structure of soil bacterial commu-nity.【Result】Compared to the N0P0K0 treatment,the content of soil alkali hydrolyzable nitrogen in the N1PK,N2PK and N3PK treatments was significantly increased(Plt;0.05,the same below).The soil bacterial community was dominated bythe phyla Actinobacteria,Proteobacteria and Firmicutes,and the relative abundance of Actinobacteria under the N1PKtreatment increased by 13.99%compared to the NPK treatment.The dominant bacterial genera were Bacillus,Kocuria,HalomonasandArthrobacter,with the relative abundance of Arthrobacter under the N2PK treatment greatly reduced by 87.50%compared to the NPK treatment with complete nitrogen fertilizer application.The Simpson index under the N1PK treatment was significantly higher than that under the NPK treatment.The Chao1 index andObserved_species index were the lowest under the N2PK treatment,which reduced by 43.23%and 39.01%compared to N0PK treatment respec-tively.The results of principal coordinate analysis(PCoA)showed that the first principal coordinate(PCoA1)and thesecond principal coordinate(PCoA2)together explained 33.6%of the total variation in soil bacterial community in or-chards under different treatments during the ripening stage of Korla fragrant pear.Additionally,the available potassium content was extremely significantly and negatively correlated with the Chao1 index and Observed_species index(Plt;0.01,the same below),while it exhibited an extremely significant positive correlation with the Goods_coverage index.【Con-clusion】Available potassium is the primary factor influencing the diversity of soil bacterial community in Korla fragrant pear orchards.Reducing nitrogen application by 10%on the basis of complete nitrogen fertilizer application greatly pro-motes the relative abundance of Actinobacteria and the diversity of bacterial communities in the orchardsoil.Theappropria-te nitrogen fertilizer application rate is 270 kg/hain actual production.

Key words:Korla fragrant pear;nitrogen fertilizer reduction;bacterial community;soil nutrients

Foundation items:National Natural Science Foundation of China(32360802);National Innovation and Entrepreneur-ship Training Project for College Students(202310758012);Xinjiang Modern Agricultural Industrial Technology System Talent Project(XJLGCYJSTX05-2024-03);Xinjiang“Three Rural Issues”Backbone Talent Project(2022SNGGGCC017)

0引言

【研究意义】微生物是土壤生态中较活跃的部分,在土壤有机质分解、养分循环和生态环境改善等方面发挥重要作用,也对植物生长发育和群落演替具有重要作用(张变华等,2019;李春越等,2020)。土壤微生物群落结构是反映土壤肥力和健康状况的重要指标(林婉奇和薛立,2020),而土壤微生物功能多样性是土壤微生物群落状态和功能的标志,可反映土壤微生物的生态特征(唐海明等,2016)。土壤微生物参与诸多土壤生态过程并受多种土壤因子影响(陈岳民等,2016)。氮是植物生长发育所必需的大量营养元素,也是土壤中最常见的限制性元素,氮肥能显著影响土壤微生物群落结构及其活性和代谢(Papathodorou et al.,2004)。库尔勒香梨作为新疆特有的果树品种,自2000年起种植面积逐年增长,至2020年达3.1万ha。近年库尔勒香梨种植面积增速放缓并略有减少,但整体趋势保持稳定(王春峰等,2024)。由于氮素在作物增产方面效果显著,因此在实际生产中果农普遍认为氮肥施用越多越好,从而导致梨园目前氮肥施用量普遍偏高。氮肥的过量施用不仅造成氮肥利用率下降,还导致梨园土壤和树体养分失调,微生物菌群结构失衡,病原微生物累积,植物土传病害发病率增加,产量和品质降低等一系列问题(汪本福等,2016;吴凤娉,2016)。因此,研究氮肥减施对库尔勒香梨成熟期果园土壤细菌群落结构的影响,对减少氮肥施用及保障库尔勒香梨产业高质量发展具有重要意义。【前人研究进展】土壤环境因子的变化会引起土壤微生物群落的变化,而微生物群落的变化也反作用于环境。赵帆等(2019)研究草莓根际微生物群落结构和多样性,发现微生物群落结构受多种土壤环境因子的影响,其中土壤全氮含量和pH对微生物群落的影响最显著。张双双等(2019)通过对岩溶地区不同土地利用方式下土壤固碳细菌群落进行研究,结果表明土壤pH、总氮等土壤因子是影响固碳细菌群落结构差异的主要影响因子。研究表明,单施氮肥不仅能显著改变细菌多样性(Jorquera etal.,2014),还会对土壤细菌的相对丰度造成差异(Hamer and Chida,2009)。不同氮肥施用量对土壤细菌数量的影响不同,Maar-oufi等(2015)研究发现,添加低浓度氮可提高微生物生物量,而Chen等(2015)研究发现氮添加会导致微生物生物量降低。诸多研究表明,大量使用氮肥会导致土壤碳氮比(C/N)失衡并降低光合产物向土壤中的分配,对微生物生存环境产生不利影响,进而破坏土壤中碳、氮、磷、硫等养分的循环和转化过程,影响植物生长发育(Eisenhauer et al.,2017;Ning et al.,2021)。此外,长期施氮会导致整个细菌群落和单个细菌群落的组成发生变化(Rousk et al.,2010)。Zhou等(2015)的研究结果表明,长期施用氮肥会降低细菌的生物多样性和数量,且浓度较高的氮肥降低更明显。刘平静等(2020)研究发现,与不施肥处理相比,化肥平衡施用能显著提高土壤中细菌数量、多样性和丰富度,有利于土壤生态系统的健康稳定。苏梦迪(2022)通过研究高碳基肥减氮施用对重庆丰都植烟土壤微生物多样性和烟叶品质的影响,发现高碳基肥减氮施用对改善土壤肥力的效果最优,对土壤细菌多样性的影响较大,同时也可提高土壤微生物多样性和丰富度,且不同处理下微生物多样性和丰富度指数变化趋势不同。马泽跃等(2024)的研究结果表明,合理控制氮素供给以及调节土壤C/N等,能有效改善土壤生物群落结构,有助于保持土壤质量稳定和微生物区系的健康状态。目前,大量学者针对氮肥减施对果树产量、品质及经济效益的影响进行了广泛研究,吴志勇等(2017)的研究结果表明,在等量施用磷钾肥的条件下,减量配施氮肥10%~20%,不仅能提升土壤有机质和碱解氮含量,而且在不影响葡萄外观品质的前提下可提升葡萄产量及果实品质。陈海宁等(2021)研究发现,与常规施肥相比,化肥减施处理能显著改善苹果叶片功能并显著提高苹果产量与品质。朱华清等(2023)研究发现,相较于常规施肥处理,将氮肥施用量减少10%~20%能有效提升猕猴桃的产量、果实品质及施肥效果。【本研究切入点】截至目前,有关果树减氮施肥的研究主要集中于对产量、品质及经济效益等影响方面,而针对氮肥减施对果园土壤细菌群落结构影响的相关研究尚未充分,有关氮肥减施对库尔勒香梨园土壤细菌群落结构的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】以10~12年生库尔勒香梨根际土壤为研究对象,设置氮肥减施试验处理,采用高通量测序技术研究香梨园土壤细菌群落结构组成与群落多样性对氮肥减施的响应,并分析香梨园土壤理化性质与土壤细菌群落结构的相关性,为减少氮肥施用,改善梨园土壤微生物群落及保障库尔勒香梨产业高质量发展提供理论基础。

1材料与方法

1.1试验区概况

试验于库尔勒市阿瓦提农场(41°40′28″N,86°07′12″E)进行,该农场海拔约900 m,区域气候特征为暖温带大陆性干旱气候,当地气温年平均值为10~11℃,年均降水量范围为50~55 mm,日照时数2800~3000 h,有效积温4100~4400℃,年内无霜期可达210~230 d。试验区内的土壤类型属轻度苏打盐化草甸土,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为20.94 g/kg、0.86 g/kg、62.91 mg/kg、63.95 mg/kg、226.71 mg/kg;pH 7.86。库尔勒香梨树龄为10~12年,嫁接砧木为杜梨(Pyrus betulifolia),株行距为2 m×4m,树体栽植密度为1125株/ha。

1.2试验方法

于2021—2023年连续3年选取生长势相似、健康并能正常结果的植株,设不施肥(N0P0K0)处理、不施氮肥(N0PK)处理、常规施肥(NPK)处理及3个氮肥减量梯度处理,分别较常规施肥用氮量减少10%(N1PK)、20%(N2PK)、30%(N3PK),6个处理的具体施肥量见表1。依据株行距大小,每处理选取5株香梨,单株香梨作为1个生物学重复。

在香梨植株萌芽前施用60%氮肥(尿素,N 46%),N0P0K0和N0PK处理除外,另外40%氮肥在果实膨大前期追施。磷肥(重过磷酸钙,P2O5 46%)、钾肥(硫酸钾,K2O 51%)作为基肥在萌芽前一次性施入。肥料施用方式为环状沟施,施肥沟距主干50~80 cm、宽30 cm、深30~60 cm。肥料施入后,田间管理按常规进行,不同肥料处理间田间管理措施一致。

1.3样品采集及测定方法

1.3.1土样采集与处理于香梨成熟期(2023年9月6日)采集土壤样品。在施肥沟两侧,去除地表凋落物,采集0~20 cm土层的土样,将施肥沟两侧同层的土壤样品混成1个土壤样品,对样品进行初步破碎混匀后,将样品保存于自封袋中,并放入盛有干冰的保鲜箱中运回实验室,去除植物根系和大的石块后过2 mm筛混匀。将所有样品各分为2份,1份于4℃冰箱保存并在1周内送至上海派森诺生物科技股份有限公司测定土壤微生物群落多样性,另1份室内风干,分别过1.00和0.25 mm筛,用于土壤理化性质指标分析。

1.3.2土壤理化指标测定土壤理化指标均参照鲍士旦(2000)的方法测定。pH采用pH计测定(水土比为2.5∶1);电导率(EC)使用电导率仪测定;全氮(TN)、有机质(SOM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)的含量分别采用半微量凯氏法、重铬酸钾外加热法、碱解扩散法、碳酸氢钠浸提—硫酸钼锑抗比色法和乙酸铵浸提—火焰光度法测定。

1.3.3样品DNA提取与PCR检测使用磁珠法土壤DNAtiqu试剂盒(Omega Bio-Tek,M5635-02),按照说明提取总基因组DNA样本,保存于-20℃冰箱。分别采用NanoDrop NC2000分光光度计(Thermo Fisher Scientific)和琼脂糖凝胶电泳检测提取DNA的数量和质量。选用细菌16S rDNA V3~V4区特异性引物(338F:5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3',806R:5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3')进行PCR扩增。扩增产物经2%琼脂糖凝胶电泳检测,切取目的片段,使用Axygen凝胶回收试剂盒回收目的片段。上述操作均委托上海派森诺生物科技股份有限公司完成。

1.3.4高通量测序分析利用Quant-iTPicoGreen dsDNA Assay Kit试剂盒对PCR产物在酶标仪(BioTek,FLx800)上定量后,按照每样品所需数据量混样。利用Illumina公司的TruSeq Nano DNA LT Library Prep Kit建库试剂盒进行建库,建库后进行文库质检与定量,对合格的文库,利用MiSeq Reagent Kit V3(600 cycles)试剂盒进行2×250 bp的双端测序。上述操作均由上海派森诺生物科技股份有限公司完成。

1.4统计分析

采用Excel 2019对试验数据进行整理和分析,运用SPSS 27.0进行单因素方差分析(One-way ANOVA)。比较不同处理间土壤细菌群落结构在门分类水平和属分类水平上优势物种的相对丰度以及Alpha多样性指数的差异性;通过主坐标分析(PCoA)和基于Bray-Curtis距离算法分析细菌群落的Beta多样性,并通过Permanova检验方法进行组间差异分析。并分别对细菌群落与土壤理化性质进行冗余分析(RDA);借助Genescloud平台(https://www.genes-cloud.cn)分析土壤理化性质与细菌群落的相关性。

2结果与分析

2.1氮肥减施对土壤理化性质的影响

由表2可知,与N0PK处理相比,N1PK、N2PK、N3PK处理中土壤碱解氮含量显著增加(rlt;0.05,下同),N3PK处理下有效磷含量显著降低,N2PK处理显著降低,N2PK、N3PK处理下pH显著增加,N1PK、N2PK和N3PK处理下电导率显著降低。与完全施氮的NPK处理相比,N3PK处理土壤有机质含量显著降低,N2PK、N3PK处理土壤碱解氮、有效磷含量显著降低,N1PK处理pH显著降低,N1PK、N2PK和N3PK处理电导率显著降低。

2.2氮肥减施对门分类水平上土壤细菌群落结构的影响

挑选相对丰度排名前10的细菌分析土壤细菌群落在门分类水平的组成结构(图1)。由整体菌门的变化可知,库尔勒香梨成熟期果园土壤中相对丰度大于1.0%的菌门共7种,分别为放线菌门(Actino-bacteria)21.2%~34.7%、变形菌门(Proteobacteria)19.3%~37.9%、厚壁菌门(Firmicutes)9.2%~37.6%、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)3.3%~9.4%、绿弯菌门(Chloroflexi)2.2%~6.7%、拟杆菌门(Bacteroidetes)1.2%~9.3%、酸杆菌门(Acidobacteria)0.9%~6.1%,其余菌门相对丰度均低于1.0%。

放线菌门、厚壁菌门的相对丰度整体上表现为N1PK、N2PK和N3PK处理较N0PK处理有所下降,而变形菌门、拟杆菌门的相对丰度升高。与N0PK处理相比,N1PK处理下厚壁菌门的相对丰度降低幅度最大,为70.32%,说明N1PK处理对土壤厚壁菌门的相对丰度抑制效果最明显。N1PK处理下放线菌门的相对丰度较NPK处理增加13.99%,说明N1PK对果园土壤放线菌门有一定的促进作用,而N2PK处理则较NPK处理降低12.76%,说明N2PK对果园土壤放线菌门会产生一定的抑制作用。与NPK处理相比,N1PK、N2PK和N3PK处理下变形菌门和拟杆菌门的相对丰度升高,而厚壁菌门的相对丰度降低;N2PK处理变形菌门的相对丰度明显升高96.37%,而N1PK处理厚壁菌门的相对丰度明显降低75.53%,说明N1PK处理能明显抑制土壤中厚壁菌门的相对丰度。

2.3氮肥减施对属分类水平上土壤细菌群落结构的影响

选择相对丰度排名前20的细菌属分析土壤细菌群落组成的属分类水平变化(图2)。香梨成熟期果园土壤相对丰度大于1.0%的菌属共有7种,分别为芽孢杆菌属(Bacillus)3.9%~9.7%、考克氏菌属(Kocuria)1.7%~7.2%、盐单胞菌属(Halomonas)1.4%~7.1%、节杆菌属(Arthrobacter)0.2%~3.6%、S0134_terrestrial_group 0.7%~2.2%、JG30-KF-CM45 0.5%~1.5%、Subgroup_6 0.2%~1.5%,其余菌属的相对丰度均低于1.0%。

盐单胞菌属、JG30-KF-CM45的相对丰度整体上表现为N1PK、N2PK、N3PK处理较N0PK处理有所升高,而考克氏菌属、节杆菌属的相对丰度降低。N2PK处理下节杆菌属的相对丰度较N0PK处理明显降低94.44%,说明N2PK处理对果园土壤节杆菌属相对丰度的抑制效果明显。与NPK处理相比,N1PK、N2PK、N3PK处理下JG30-KF-CM45的相对丰度整体呈增加趋势,其中N3PK处理较NPK明显增加114.29%,说明N3PK处理对果园土壤JG30-KF-CM45的相对丰度有较为明显的促进效果;N2PK处理下节杆菌属的相对丰度明显降低87.50%,而盐单胞菌属的相对丰度明显升高153.57%,说明N2PK处理对果园土壤节杆菌属的相对丰度抑制效果明显,而对盐单胞菌属的相对丰度促进效果明显。

2.4氮肥减施对土壤细菌群落多样性的影响

Alpha多样性指数中,Chao1指数和Observed_species指数值越高表明群落丰富度越高;Shannon指数和Simpson指数值越高表明群落多样性越高;Pielou_e指数值越高表明群落越均匀;Goods_cover-age指数值越高,则样本中未被检测出的物种所占比例越少。通过对库尔勒香梨果园土壤中细菌群落Alpha多样性指数进行分析,结果表明细菌16S rRNA测序文库覆盖度整体超过96%,表明各处理测序数据达到饱和,其结果能反映真实样本条件。由图3可知,N1PK、N2PK、N3PK处理下的Goods_coverage指数较N0PK处理明显增加,但各处理间无显著差异(rgt;0.05,下同)。N1PK、N2PK、N3PK处理下的Chao1指数、Observed_species指数均低于N0PK处理,其中N2PK处理下Chao1指数、Observed_species指数最低,较N0PK处理分别降低43.23%和39.01%。N1PK、N2PK、N3PK处理下的Pielou_e指数和Simpson指数较NPK处理明显增加,且N1PK处理下Simpson指数显著高于NPK处理,说明N1PK处理对细菌群落的多样性有显著促进作用。

为进一步衡量微生物群落结构差异,使用Bray-Curtis距离算法分析细菌群落的Beta多样性。由PCoA分析结果(图4)可知,不同施肥处理土壤样品明显分开,土壤样品分布在坐标轴上的不同区间,第一主坐标(PCoA1)解释细菌群落21.6%差异,第二主坐标(PCoA2)解释细菌群落12.0%差异,二者共解释不同处理间库尔勒香梨成熟期果园土壤细菌群落总差异的33.6%。通过Permanova检验方法进行组间差异分析,各施肥处理间均无显著差异。减氮对细菌Beta多样性无显著影响,土壤样品之间较为分散,说明氮肥减施对土壤菌落组成结构影响较弱。

2.5土壤细菌群落Alpha多样性指数与土壤理化性质的相关分析结果

将土壤理化性质的相关指标的细菌群落Alpha多样性指数进行相关性分析,由图5可知,Chao1指数和Observed_species指数均与速效钾含量呈极显著负相关(rlt;0.01,下同);Goods_coverage指数与速效钾含量呈极显著正相关;Simpson指数和Pielou_e指数均与电导率呈极显著负相关。说明速效钾和电导率对细菌群落的丰富度、多样性和均匀度均有抑制作用,速效钾对群落的检出率具有促进作用。因此,速效钾是影响细菌群落Alpha多样性的主要因子。

2.6门分类水平细菌群落优势物种与土壤理化性质的相关分析结果

RDA分析结果(图6)显示,在门分类水平上,坐标轴1(RDA1)和坐标轴2(RDA2)分别解释土壤理化性质与细菌群落变异的54.27%和8.32%,2个坐标轴共解释62.59%的变异,全氮、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH和电导率是影响土壤细菌群落的主要因素,其中有效磷、pH和电导率对细菌门分类水平群落影响最大。

挑选相对丰度大于1.0%的细菌6种菌门与土壤理化性质进行相关分析,结果如图7所示,放线菌门与速效钾含量呈极显著负相关,与全氮、有机质、碱解氮含量呈显著负相关。厚壁菌门与电导率呈极显著正相关。芽单胞菌门与碱解氮含量显著正相关,与pH呈显著负相关,与有效磷含量呈极显著正相关。拟杆菌门与电导率呈显著负相关,与pH呈极显著负相关,与有效磷含量呈极显著负相关。绿弯菌门与电导率呈显著负相关。酸杆菌门与有效磷含量呈显著正相关,与pH呈极显著负相关。

2.7属分类水平细菌群落优势物种与土壤理化性质的相关分析结果

RDA分析结果显示,在属分类水平上,RDA1和RDA2分别解释了土壤理化性质与细菌群落变异的43.01%和10.69%,2个坐标轴共解释53.70%的变异(图8),全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、pH和电导率是影响土壤细菌群落的主要因素,pH对细菌属分类水平群落影响最大,有效磷和电导率次之。

挑选相对丰度大于1.0%的细菌8个菌属与土壤理化性质进行相关分析,结果如图9所示,考克氏菌属、节杆菌属与碱解氮、速效钾含量均呈极显著负相关,与全氮含量呈显著负相关。S0134_terrestrial_group、Subgroup_10与有效磷含量呈显著正相关,与pH呈极显著负相关。动性球菌属、Jeotgalibacillus与电导率呈极显著正相关。JG30-KF-CM45与pH呈显著负相关,与电导率呈极显著负相关。假单胞菌属与有效磷含量呈极显著负相关,与pH呈极显著正相关。

3讨论

3.1氮肥减施对细菌群落门分类水平的影响

研究表明,气候条件、土壤理化性质、果树种类和栽培方式均会造成果园土壤微生物群落的差异(Yang et al.,2012),本研究库尔勒香梨果园中的优势菌门有放线菌门、变形菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和拟杆菌门。与Ling等(2014)研究发现的西瓜根际土壤中的优势菌门为厚壁菌门、变形菌门和放线菌门的结果一致。彭玉娇等(2020)研究发现在不同地区沙田柚果园土壤中优势菌门为变形菌门、厚壁菌门和酸杆菌门;裴广廷等(2021)研究发现长期人为干扰下桂西北喀斯特草地优势菌门为变形菌门、放线菌门和酸杆菌门,本研究结果与之基本一致。放线菌作为植物根际土壤的重要微生物,不仅有利于土壤中营养物质的积累,且能促进其他富营养型细菌生长,具有促进植物生长发育、防治病害的作用(Fierer etal.,2012;杨美玲等,2018);此外,放线菌门中的细菌大部分属于腐生菌,可以分解动、植物残体,加速养分降解,增加土壤养分,在土壤养分供给中发挥重要作用(Ciccarelli etal.,2006)。在本研究中,N2PK处理下变形菌门的相对丰度较NPK处理明显增加,说明N2PK处理对果园土壤变形菌门的相对丰度具有促进作用。变形菌门中的细菌具有固氮作用,在土壤氮素和有机质的转化过程中起重要作用(Liu et al.,2014)。N1PK处理对果园土壤中厚壁菌门的相对丰度有明显抑制作用。厚壁菌门可参与土壤养分分解,有效促进土壤碳循环(Ring et al.,2013)等作用。酸杆菌门属嗜酸性细菌门,适宜生长于可溶性有机碳含量较低的酸性土壤中(Sul et al.,2013),而本研究中试验区为偏碱性土壤,猜测不利于酸杆菌门的生长,导致酸杆菌门相对丰度较低,为0.9%~6.1%。

本研究发现,N1PK处理下放线菌门的相对丰度较NPK处理增加13.99%,说明N1PK对果园土壤放线菌门有一定的促进作用,而N2PK处理下放线菌门的相对丰度较NPK处理降低12.76%,说明N2PK对果园土壤放线菌门会产生一定的抑制作用。郭永盛等(2011)通过研究氮肥对荒漠草原土壤微生物种群及微生物量的影响,结果发现施用氮肥能提高土壤放线菌数量;管冠(2012)对不同施肥模式下稻麦产量、养分吸收和土壤生物学性状进行研究,发现减施20%氮肥后不会减少土壤放线菌数量,本研究结果与之有差异,猜测原因是作物种类及需肥量不同导致。

3.2氮肥减施对细菌群落属分类水平的影响

本研究中处于优势地位的菌属为芽孢杆菌属、考克氏菌属、盐单胞菌属、节杆菌属、S0134_terres-trial_group、JG30-KF-CM45和Subgroup_6。耿宗泽等(2023)研究发现芽孢杆菌属为醇化烟叶的优势菌属,本研究结果与之一致。张倩(2021)研究发现不同施肥处理下核桃果园土壤优势菌属为节杆菌属及其他菌属;刘肖应等(2023)发现不同施肥模式下设施土壤抗生素及抗性基因优势菌属为芽孢杆菌属,本研究结果与之一致。芽孢杆菌属作为一类重要的根际促生菌,能合成并释放部分植物激素供植物生长,并可诱导植物自身抗性及抑制病原菌生长。此外,芽孢杆菌属在改善土壤养分状态、促进植物生长和病菌拮抗方面也发挥重要调控作用(Saxena etal.,2020)。芽孢杆菌属因可以产生对不利条件具有特殊抵抗力的芽孢,因此该菌属在干旱土壤中占比较高(张晓冰等,2020)。考克氏菌属和节杆菌属均属于放线菌门(袁丽杰等,2012;黄逸轩,2020;Cheptsov et al.,2023),在加速土壤养分循环、促进植物生长和防治病害方面具有重要作用。

在香梨成熟期内,N2PK处理下节杆菌属的相对丰度较NPK处理降低87.50%,但N2PK处理对果园土壤盐单胞菌属的相对丰度有明显促进效果,与向芬等(2021)适当减氮27.8%处理下茶园土壤中细菌菌落丰度较高的研究结果有差异,原因可能是作物种类及土壤理化性质不同导致。

3.3土壤细菌群落与土壤理化性质的相关分析

本研究通过RDA分析发现,全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、pH和电导率均是影响土壤细菌群落在门分类水平和属分类水平的主要因素,说明这6个指标是影响土壤微生物细菌群落结构重要的环境因素。罗希茜等(2009)研究表明施肥会直接影响土壤理化性质、生物活性及微生物群落结构,不同施肥措施对微生物群落影响不同;周运来等(2017)研究表明施肥方式和土壤类型等是影响土壤微生物活性及群落多样性的因素;卞莹莹等(2021)研究表明土壤微生物多样性与土壤理化性质密切相关,本研究结果与之一致。

3.4土壤细菌群落多样性与土壤理化性质的相关分析

施肥会直接影响土壤理化性质、生物活性及微生物群落结构,进而影响土壤肥力和养分循环(Orr et al.,2011;索文康等,2022),实际生产通过适当施用氮肥,调节土壤理化性状驱动土壤生物群落结构(Zhang et al.,2016)。本研究结果表明,N1PK处理下Simpson指数较NPK完全施氮处理显著增加,而N2PK处理对细菌群落的丰富度有明显抑制作用,与向芬等(2021)适量减氮能提高茶园土壤中细菌丰度,尤其是细菌群落多样性;汪瑞清等(2022)减氮施肥可以改善土壤理化性状,促进土壤细菌群落多样性的研究结果基本相符。此外,本研究还发现N2PK处理下Chao1指数、Observed_species指数最低,较不施氮的N0PK处理分别明显降低43.23%、39.01%,而N1PK处理下Simpson指数显著高于NPK处理,与梁满等(2023)施氮可以提高花生根际微生物群落的丰富度和多样性的研究结果不一致,推测原因是作物种类不同从而导致对细菌群落作用不同。本研究中速效钾含量与Chao1指数和Observed_species指数呈极显著负相关;与Goods_coverage指数呈极显著正相关,与彭玉娇等(2020)研究发现速效钾等是影响细菌Alpha多样性的主要因素的研究结果相似。因此,在实际生产中,应通过合理调控土壤中速效钾含量,优化土壤微生物群落结构促进土壤生态健康。

4结论

速效钾是库尔勒香梨果园土壤细菌群落多样性的主要影响因子。在完全施氮基础上减量10%对果园土壤细菌的放线菌门相对丰度以及细菌群落的多样性有明显促进作用,实际生产中采用氮肥施用量为270 kg/ha较为适宜。

参考文献(References):

鲍士旦.2000.土壤农化分析[M].第3版.北京:中国农业出版社.[Bao S D.2000.Soil agrochemical analysis[M].The 3rd Edition.Beijing:China Agriculture Press.]

卞莹莹,张志敏,付镇,刘文娟.2021.荒漠草原区不同植被恢复模式土壤微生物菌落分布特征及其与土壤理化性质的相关性[J].草地学报,29(4):655-663.[Bian Y Y,Zhang Z M,Fu Z,Liu W J.2021.Distribution characteris-tics of soil microbial communities of different vegetation restoration models and their correlation with soil physical and chemical properties in desert steppe[J].Acta Agrestia Sinica,29(4):655-663.]doi:10.11733/j.issn 1007-0435.2021.04.003.

陈海宁,张强,沈彦辉,王敏,齐英杰,侯广军.2021.化肥减施对‘烟富3’苹果叶片功能和果实产量与品质的影响[J].中国果树,(4):52-54.[Chen H N,Zhang Q,Shen Y H,Wang M,Qi Y J,Hou G J.2021.Effects of chemical ferti-lizer reduction on leaf function and fruit yield and quality of‘Yanfu 3’apple[J].China Fruits,(4):52-54.]doi:10.16626/j.cnki.issn 1000-8047.2021.04.010.

陈岳民,高金涛,熊德成,袁萍,曾晓敏,谢锦升,杨玉盛.2016.土壤增温对中亚热带杉木幼林土壤微生物群落结构和有效氮的影响[J].亚热带资源与环境学报,11(4):1-8.[Chen Y M,Gao J T,Xiong D C,Yuan P,Zeng X M,Xie J S,Yang Y S.2016.Effects of soil warming on soil microbial community structure and soil available nitrogen in subtropical young Chinese fir plantation[J].Journal of Subtropical Resources and Environment,11(4):1-8.]doi:10.19687/j.cnki.1673-7105.2016.04.001.

耿宗泽,吴泽,杨杰,万玉军,周东,庹有朋,朱鹏程,李南臻,罗丽娟,苟红梅,王刚.2023.基于高通量测序分析不同产地醇化烟叶细菌群落组成和多样性[J].食品与发酵科技,59(5):17-22.[Geng Z Z,Wu Z,Yang J,Wan Y J,Zhou D,Tou Y P,Zhu P C,Li N Z,Luo L J,Gou H M,Wang G.2023.Analysis of bacterial community composition and diversity of mellowed tobacco leaves of different origins based on high-throughput sequencing[J].Food and Fer-mentation Scienceamp;Technology,59(5):17-22.]doi:10.3969/j.issn.1674-506X.2023.05-003.

管冠.2012.施肥模式对稻麦产量、养分吸收及土壤生物学性状的影响研究[D].武汉:华中农业大学.[Guan G.2012.Effects of fertilizer application modes on yield and nutrient uptake of rice and wheat and soil biological properties[D].Wuhan:Huazhong Agricultural University.]

郭永盛,李俊华,李鲁华,危常州,褚贵新,王飞,董鹏.2011.施氮肥对荒漠草原土壤微生物种群及微生物量的影响[J].新疆农业科学,48(1):79-85.[Guo Y S,Li J H,Li L H,Wei C Z,Chu G X,Wang F,Dong P.2011.Effects of nitrogen fertilization on desert grassland soil microbial population and microbial biomass[J].Xinjiang Agricul-tural Sciences,48(1):79-85.]

黄逸轩.2020.考克氏菌属菌株KD4基因组学研究[D].兰州:兰州交通大学.[Huang Y X.2020.The study of genomics of strain Kocuria sp.KD4[D].Lanzhou:Lan-zhouJiaotong University.]doi:10.27205/d.cnki.gltec.2020.000940.

李春越,郝亚辉,薛英龙,王益,党廷辉.2020.长期施肥对黄土旱塬农田土壤微生物量碳、氮、磷的影响[J].农业环境科学学报,39(8):1783-1791.[Li C Y,Hao Y H,Xue Y L,Wang Y,Dang T H.2020.Effects of long-term fertiliza-tion on soil microbial biomass carbon,nitrogen,and phos-phorus in the farmland of the Loess Plateau,China[J].Jour-nal of Agro-Environment Science,39(8):1783-1791.]doi:10.11654/jaes.2020-0240.

梁满,孟维伟,陈志德,沈一,刘永惠,沈悦,刘柱,南镇武,徐杰,张正.2023.施氮水平对花生根际土壤微生物群落结构和多样性的影响[J].山东农业科学,55(2):78-83.[Liang M,Meng W W,Chen Z D,Shen Y,Liu Y H,Shen Y,Liu Z,Nan Z W,Xu J,Zhang Z.2023.Effects of nitro-gen application levels on microbial community structure and diversity in peanut rhizosphere soil[J].Shandong Agricultural Sciences,55(2):78-83.]doi:10.14083/j.issn.1001-4942.2023.02.011.

林婉奇,薛立.2020.基于BIOLOG技术分析氮沉降和降水对土壤微生物群落功能多样性的影响[J].生态学报,40(12):4188-4197.[Lin W Q,Xue L.2020.Analysis of effects of nitrogen deposition and precipitation on soil microbial function diversity based on BIOLOG technique[J].Acta Ecologica Sinica,40(12):4188-4197.]doi:10.5846/stxb201901190150.

刘平静,肖杰,孙本华,高明霞,张树兰,杨学云,冯浩.2020.长期不同施肥措施下土细菌群落结构变化及其主要影响因素[J].植物营养与肥料学报,26(2):307-315.[Liu P J,Xiao J,Sun B H,Gao M X,Zhang S L,Yang X Y,Feng H.2020.Variation of bacterial community struc-ture and the main influencing factors in Eum-orthic Anthrosols under different fertilization regimes[J].Journal of Plant Nutrition and Fertilizers,26(2):307-315.]doi:10.11674/zwyf.19102.

刘肖应,李莹,耿家亘,汪杰,陈清,李思.2023.施肥模式对设施土壤抗生素及抗性基因的影响[J].中国环境科学,43(2):772-780.[Liu X Y,Li Y,Geng J G,Wang J,Chen Q,Li S.2023.Effects of fertilization regimes on antibiotics and antibiotic resistance genes in greenhouse soil[J].China Environmental Science,43(2):772-780.]doi:10.19674/j.cnki.issn 1000-6923.2023.0031.

罗希茜,郝晓晖,陈涛,邓婵娟,吴金水,胡荣桂.2009.长期不同施肥对稻田土壤微生物群落功能多样性的影响[J].生态学报,29(2):740-748.[Luo X X,Hao X H,Chen T,Deng C J,Wu J S,Hu R G.2009.Effects of long-term dif-ferent fertilization on microbial community functional diversity in paddy soil[J].Acta Ecologica Sinica,29(2):740-748.]doi:10.3321/j.issn:1000-0933.2009.02.024.

马泽跃,李伟,陈波浪,冯雷,徐巧,柴仲平.2024.氮输入对库尔勒香梨园土壤细菌群落的影响[J].经济林研究,42(1):247-265.[Ma Z Y,Li W,Chen B L,Feng L,Xu Q,Chai Z P.2024.Effects of nitrogen input on soil bacte-rial community in Korla fragrant pear orchard[J].Non-wood Forest Research,42(1):247-265.]doi:10.14067/j.cnki.1003-8981.2024.01.025.

裴广廷,孙建飞,贺同鑫,胡宝清.2021.长期人为干扰对桂西北喀斯特草地土壤微生物多样性及群落结构的影响[J].植物生态学报,45(1):74-84.[Pei G T,Sun J F,He T X,Hu B Q.2021.Effects of long-term human disturbances on soil microbial diversity and community structure in a karst grassland ecosystem of northwestern Guangxi,China[J].Chinese Journal of Plant Ecology,45(1):74-84.]doi:10.17521/cjpe.2020.0316.

彭玉娇,崔学宇,覃礼蒙,杨艳丽,邵元元,潘桂颖,黄梅,曾文萍,贾书刚.2020.不同地区沙田柚果园土壤细菌群落结构和多样性分析[J].四川农业大学学报,38(6):715-722.[Peng Y J,Cui X Y,Qin L M,Yang Y L,Shao Y Y,Pan G Y,Huang M,Zeng W P,Jia S G.2020.Analysis of soil bacteria community and diversity of Shatin pomelo orchards in different regions[J].Journal of Sichuan Agri-cultural University,38(6):715-722.]doi:10.16036/j.issn.1000-2650.2020.06.010.

苏梦迪.2022.高碳基肥减氮施用对丰都植烟土壤微生物多样性和烟叶品质的影响[D].郑州:河南农业大学.[Su M D.2022.Effects of high-carbon basal fertilizers com-bined with nitrogen reduction on soil microbial diversity and tobacco quality of tabacco-growing soil in Fengdu area[D].Zhengzhou:Henan Agricultural University.]doi:10.27117/d.cnki.ghenu.2022.000438.

索文康,胡晨阳,杨金翰,史海潮,田小明.2022.不同施肥措施对土壤养分及酶活性的影响[J].新疆农垦科技,45(3):57-61.[Suo W K,Hu C Y,Yang J H,Shi H C,Tian X M.2022.Effects of different fertilization practices onsoil nutrients and enzyme activities[J].Xinjiang Farm Re-search of Science and Technology,45(3):57-61.]

唐海明,肖小平,李微艳,孙耿,程凯凯.2016.长期施肥对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响[J].生态环境学报,25(3):402-408.[Tang H M,Xiao X P,Li W Y,Sun G,Cheng K K.2016.Effects of long-term different fertilization regimes on the rhizospheric microbial commu-nity functional diversity in paddy field[J].Ecology and Environmental Sciences,25(3):402-408.]doi:10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.03.006.

汪本福,黄金鹏,赵锋,陈少愚,李阳.2016.硅氮配施对水稻光合特性、叶绿素荧光及产量的影响[J].中国稻米,22(1):30-34.[Wang B F,Hang J P,Zhao F,Chen S Y,Li Y.2016.Effects of the combined application of silicon and nitrogen fertilizer on photosynthetic,chlorophyll fluores-cence and yield of rice[J].China Rice,22(1):30-34.]doi:10.3969/j.issn.1006-8082.2016.01.007.

汪瑞清,张志华,吕丰娟,林洪鑫,魏林根,肖运萍.2022.氮肥减施对连作芝麻根际土壤细菌群落结构和功能的影响分析[J].中国油料作物学报,44(6):1307-1319.[Wang R Q,Zhang Z H,LüF J,Lin H X,Wei L G,Xiao Y P.2022.Impact analysis of nitrogen fertilizer reduction on bacterial community structure and function inrhizosphere soil of continuous cropping sesame[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,44(6):1307-1319.]doi:10.19802/j.issn.1007-9084.2021282.

王春峰,张峰,程嘉宝,关晓媛,秦飞.2024.库尔勒香梨产业发展现状、存在问题与对策建议[J].果树资源学报,(5):88-91.[Wang C F,Zhang F,Cheng J B,Guan X Y,Qin F.2024.Current status,main problems and the suggestions on development of Korla fragrant pear[J].Journal of Fruit Resources,(5):88-91.]doi:10.16010/j.cnki.14-1127/s.2024.05.001.

吴凤娉.2016.长期过量施用化肥对农业生态环境的负面影响及对策[J].中国农业信息,(10):67-68.[Wu F P.2016.Negative impacts of long-term over-application of chemi-cal fertilizers on the agro-ecological environment and coun-termeasures[J].China Agricultural Informatics,(10):67-68.]

吴志勇,钟少杰,何春梅.2017.葡萄园紫云英还田减量氮肥试验[J].福建农业科技,(5):26-28.[Wu Z Y,Zhong S J,He C M.2017.Experiment on reducing nitrogen ferti-lizer by returning milk vetch to the field in vineyard[J].Fujian Agricultural Science and Technology,(5):26-28.]doi:10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.05.010.

向芬,李维,刘红艳,银霞,曾泽萱,周凌云.2021.氮肥减施对茶园土壤细菌群落结构的影响研究[J].生物技术通报,37(6):49-57.[Xiang F,Li W,Liu H Y,Yin X,Zeng Z X,Zhou L Y.2021.Influence of nitrogen fertilizer reduction on the structure of bacterial community in tea garden soil[J].Biotechnology Bulletin,37(6):49-57.]doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1287.

杨美玲,张霞,王绍明,刘鸯,张丽霞,赵祥.2018.基于高通量测序的裕民红花根际土壤细菌群落特征分析[J].微生物学通报,45(11):2429-2438.[Yang M L,Zhang X,WangS M,Liu Y,Zhang L X,Zhao X.2018.High throughput sequencing analysis of bacterial communities in Yuminsaf-flower[J].Microbiology China,45(11):2429-2438.]doi:10.13344/j.microbiol.china.171038.

袁丽杰,刘爱华,张玉琴,余利岩,王茜,张月琴.2012.一株具有IMPDH抑制活性的稀有放线菌的筛选和鉴定[J].生物技术通报,(12):150-155.[Yuan L J,Liu A H,Zhang Y Q,Yu L Y,Wang Q,Zhang Y Q.2012.Screening and iden-tification of a rare actinomycetes exhibiting IMPDH inhibi-tive activity[J].Biotechnology Bulletin,(12):150-155.]doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2012.12.029.

张变华,靳东升,郜春花,郜雅静,李建华.2019.工矿复垦区大豆根际微生物多样性对施肥制度的响应[J].江苏农业科学,47(8):248-251.[Zhang B Y,Jin D S,Gao C H,Gao Y J,Li J H.2019.Response of microbial diversity in soybean rhizosphere to fertilization system in industrial and mining reclamation area[J].Jiangsu Agricultural Scien-ces,47(8):248-251.]doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2019.08.058.

张倩.2021.不同施肥处理对土壤生物学特性及核桃产量品质的影响[D].杨凌:西北农林科技大学.[Zhang Q.2021.Effects of different fertilization treatments onsoil biological characteristics and walnut yield quality[D].Yangling:Northwest Aamp;F University.]doi:10.27409/d.cnki.gxbnu.2021.000204.

张双双,靳振江,贾远航,李强.2019.岩溶地区不同土地利用方式土壤固碳细菌群落结构特征[J].环境科学,40(1):412-420.[Zhang S S,Jin Z J,Jia Y H,Li Q.2019.Com-munity structure of CO2-fixing soil bacteria from differentland use types in karst areas[J].Environmental Science,40(1):412-420.]doi:10.13227/j.hjkx.201804123.

张晓冰,杨星勇,杨永柱,简伟.2020.芽孢杆菌促进植物生长机制研究进展[J].江苏农业科学,48(3):73-80.[Zhang X B,Yang X Y,Yang Y Z,Jian W.2020.Research prog-ress of plant growth-promoting mechanism of Bacillus[J].Jiangsu Agricultural Sciences,48(3):73-80.]doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2020.03.012.

赵帆,赵密珍,王钰,关玲,庞夫花.2019.基于高通量测序研究草莓根际微生物群落结构和多样性[J].土壤,51(1):51-60.[Zhao F,Zhao M Z,Wang Y,Guan L,Pang F H.2019.Microbial community structures and diversities in strawberry rhizosphere soils based on high-throughput sequencing[J].Soils,51(1):51-60.]doi:10.13758/j.cnki.tr.2019.01.008.

周运来,张振华,范如芹,钱晓晴,卢信,刘丽珠.2017.小麦秸秆不同还田方式下土壤微生物碳代谢多样性特征[J].生态与农村环境学报,33(10):913-920.[Zhou Y L,Zhang Z H,Fan R Q,Qian X Q,Lu X,Liu L Z.2017.Carbon metabolism diversity characteristics of soil microbe affected by wheat straw incorporation pattern[J].Journal of Ecology and Rural Environment,33(10):913-920.]doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2017.10.007.

朱华清,杨叶华,黄兴成,李渝,张雅蓉,刘彦伶,蒋太明.2023.氮肥减施对猕猴桃产量与果实品质及经济效益的影响[J].中国果树,231(1):47-51.[Zhu H Q,Yang Y H,Huang X C,Li Y,Zhang Y R,Liu Y L,Jiang T M.2023.Effects of nitrogen fertilizer reduction on yield,fruit qua-lity and economic benefits of kiwifruit[J].China Fruits,231(1):47-51.]doi:10.16626/j.cnki.issn1000-8047.2023.01.009.

Chen D,Lan Z C,Hu S J,Bai Y F.2015.Effects of nitrogen enrichment on belowground communities in grassland:Relative role of soil nitrogen availability vs.soilacidifica-tion[J].Soil Biology and Biochemistry,89:99-108.doi:10.1016/j.soilbio.2015.06.028.

Cheptsov V S,Belov A A,Sotnikov I V.2023.Diversity of bac-teria cultured from arid soils and sedimentary rocks under conditions of available water deficiency[J].Eurasian Soil Science,56:535-544.doi:10.1134/s 1064229322602761.

Ciccarelli F D,Doerks T,von Mering C,Creevey C J,Snel B,Bork P.2006.Toward automatic reconstruction of a highly resolved tree of life[J].Science,311(5765):1283-1287.doi:10.1126/science.1123061.

Eisenhauer N,Lanoue A,Strecker T,Scheu S,Steinauer K,Thakur M P,Mommer L.2017.Root biomass and exu-dates link plant diversity with soil bacterial and fungal bio-mass[J].Scientific Reports,7:44641.doi:10.1038/srep 44641.

Fierer N,Lauber C L,Ramirez K S,Zaneveld J,Bradford MA,Knight R.2012.Comparative metagenomic,phylogenetic and physiological analyses of soil microbial communities across nitrogen gradients[J].The ISME Journal,6(5):1007-1017.doi:10.1038/ismej.2011.159.

Hamer M,Chida Y.2009.Physical activity and risk of neurode-generative disease:A systematic review of prospective evi-dence[J].Psychological Medicine,39(1):3-11.doi:10.1017/s0033291708003681.

Jorquera M A,Martínez O A,Marileo L G,Acuña J J,Saggar S,Mora M L.2014.Effect of nitrogen and phosphorus fer-tilization on the composition of rhizobacterial communities of two Chilean Andisol pastures[J].World Journal of Mi-crobiologyamp;Biotechnology,30:99-107.doi:10.1007/s11274-013-1427-9.

Ling N,Deng K Y,Song Y,Wu Y C,Zhao J,Raza W,Huang Q W,Shen Q R.2014.Variation of rhizosphere bacterial community in watermelon continuous mono-cropping soil by longterm application of a novel bioorganic fertilizer[J].Microbiological Research,169(7-8):570-578.doi:10.1016/j.micres.2013.10.004.

Liu J J,Sui YY,Yu Z H,Shi Y,Chu H Y,Jin J,Liu X B,WangG H.2014.High throughput sequencing analysis of bio-geographical distribution of bacterial communities in theblack soils of northeast China[J].Soil Biology and Bio-chemistry,70:113-122.doi:10.1016/j.soilbio.2013.12.014.Maaroufi N I,Nordin A,Hasselquist N J,Bach L H,PalmqvistK,Gundale M J.2015.Anthropogenic nitrogen depositionenhances carbon sequestration in boreal soils[J].Global Change Biology,21(8):3169-3180.doi:10.1111/gcb.12904.

Ning Q S,Hattenschwiler S,Lu X,Kardol P,Zhang Y H,Wei C Z,Xu C Y,Huang J H,LiA,Yang J J,Wang J,Peng Y,Penuelas J,Sardans J,He J Z,Xu Z H,Gao Y Z,Han X G.2021.Carbon limitation overrides acidification in media-tingsoil microbial activity to nitrogen enrichment in a tem-perate Grassland[J].Global Change Biology,27(22):5976-5988.doi:10.1111/gcb.15819.

Orr C H,James A,Leifert C,Cooper J M,Cummings S P.2011.Diversity and activity of free-living nitrogen-fixing bacte-ria and total bacteria in organic and conventionally ma-naged soils[J].Applied and Environmental Microbiology,77(3):911-919.doi:10.1128/AEM.01250-10.

Papathodorou E M,Stamou G P,GiannotakiA.2004.Response of soil chemical and biological variables to small and large scale changes in climate factors[J].Pedobiologia,48(4):329-338.doi:10.1016/j.pedobi.2004.04.002.

Ring E,Hogbom L,Jansson G.2013.Effects of previous nitro-gen fertilization on soil-solution chemistry after final fel-ling and soil scarification at two nitrogen-limited forest sites[J].Canadian Journal of Forest Research,43(4):396-404.doi:10.1139/cjfr-2012-0380.

Rousk J,Baath E,Brookes P C,Lauber C L,Lozupone C,Caporaso J G,Knight R,Fierer N.2010.Soil bacterial andfungal communities across a pH gradient in an arable soil[J].The ISME Journal,4(10):1340-1351.doi:10.1038/ismej.2010.58.

Sul W J,Asuming-Brempong S,Wang Q,Tourlousse D M,Pen-ton C R,Deng Y,Rodrigues J L M,Adiku S G K,Jones J W,Zhou J Z,Cole J R,Tiedje J M.2013.Tropical agricul-tural land management influences on soil microbial com-munities through its effect on soil organic carbon[J].Soil Biology and Biochemistry,65(5):33-38.doi:10.1016/j.soilbio.2013.05.007.

Saxena A K,Kumar M,Chakdar H,Anuroopa N,Bagyaraj D J.2020.Bacillus species in soil as a natural resource for plant health and nutrition[J].Journal of Applied Mircobio-logy,128(6):1583-1594.doi:10.1111/jam.14506.

Yang L,Wei W,Chen L,Jia F,Mo B.2012.Spatial variations of shallow and deep soil moisture in the semi-arid Loess Plateau,China[J].Hydrology and Earth System Sciences,16(9):3199-3217.doi:10.5194/hess-16-3199-2012.

Zhang C,Liu G B,Xue S,Wang G L.2016.Soil bacterial com-munity dynamics reflect changes in plant community and soil properties during the secondary succession of aban-doned farmland in the Loess Plateau[J].Soil Biology and Biochemistry,97:40-49.doi:10.1016/j.soilbio.2016.02.013.

Zhou J,Guan D W,Zhou B K,Zhao B S,Ma M C,Qin J,Jiang X,Chen S F,Cao F M,Shen D L,Li J.2015.Influence of 34-years of fertilization on bacterial communities in an intensively cultivated black soil in northeast China[J].Soil Biology and Biochemistry,90:42-51.doi:10.1016/j.soil-bio.2015.07.005.

(责任编辑李洪艳)

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