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我国是世界第一大化肥消费国，化肥的大量施用在促进农业生产发展的同时，也对环境造成了严重的负面影响，并威胁到我国农业的可持续发展。有研究表明，我国农业资源消耗，包括化肥、农药等，其增长速率与农业增产量并不成正比[1]。其中，化肥平均用量达460kg·hm-2，远远超过了发达国家或地区的安全上限（225kg·hm-2）[2]。近年来，在生产中出现了氮肥施用量过高、施用不合理等现象，造成肥料利用率低，作物产量不再增加，而土壤中氮残留量显著增加，极易引起氮素流失，造成氮素浪费[3]。不合理的施氮措施可导致氮肥利用效率低下、土壤板结、土壤性质改变、氮素流失加快以及温室气体排放增加，对生态环境造成严重影响。此外，无机氮肥在为作物生长提供必需养分的同时，对土壤微生物群落结构和数量也会产生重要影响[4-5]，土壤微生物作为农田生态系统的重要组分，对促进土壤有机质分解以及土壤养分转化具有关键作用，对维持土壤质量的可持续健康发展具有重要意义[6]。
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土地盐渍化属于土地荒漠化的一种，是土地退化中的最大难题。它能导致土壤理化性质下降，作物根系吸水困难，进而影响作物产量，甚至使其难以存活，迫使土地被弃耕，严重影响了可持续农业和生态农业的发展。据不完全统计，土壤盐渍化和次生盐碱在世界范围内广泛存在。目前，我国盐渍化土地面积约1.03×108 hm2，约占全球盐碱地面积的10%，占可利用土地面积的4.88%。同时，约有80%的盐碱地尚未得到开发利用[7]。研究发现，柳枝稷（Panicum virgatum）能够适应粘壤土、砂壤土等多种土壤类型，具有投入和维护成本低、净能源产出高的特点，一旦建植成功可持续利用至少15年以上。柳枝稷具有一定的耐盐碱性，能在盐渍化土壤上种植，其根系十分发达，能形成菌根，改善土壤养分状况，提高土地生产力，对盐碱地生态修复具有明显作用[8]。
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在农田生态系统中，微生物是土壤中最活跃的组成部分[9]。根际土壤－根际微生物组成的土壤微生态系统极其复杂，其中微生物在土壤微生态环境中发挥着重要的作用，在氮素形态转化中具有特定的功能[10]。土壤微生物的活性与土壤理化性质密切相关，其多样性是维系土壤功能的重要因素[11]，现已成为土壤质量管理和评价的关键指标[12]。施氮通过影响土壤微生物种群比例和活性，影响土壤供应有效氮的能力，从而影响作物的生长发育。土壤细菌作为土壤微生物的主要类群，可以敏感响应土壤养分含量及土壤理化性质的变化。目前，关于柳枝稷的研究大多集中在新品种选育、抗旱性评价及品质评估方面，而关于施氮对柳枝稷土壤理化性质及细菌多样性及结构的研究鲜有报道，优化施氮对盐碱条件下柳枝稷土壤微生物多样性影响的研究更是空白。为此，本研究以宁夏半干旱区典型盐碱地区建植3年的柳枝稷表层土壤为研究对象，提取了5个不同处理的土壤微生物总DNA，并扩增细菌16S rDNA V3～V4区域，采用Illu-mina MiSeq高通量测序技术手段，探讨不同土壤类型和施氮量对土壤细菌多样性和物种组成的变化，阐述环境因子对土壤细菌多样性结构的影响，以期为科学施氮、提高半干旱区土壤理化性质和维持土壤微生物多样性等提供一定的理论依据。
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1 材料与方法
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1.1 试验地概况
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试验于2019年在宁夏大学西大滩盐碱地综合改良试验站进行，该试验站位于宁夏石嘴山市平罗县前进农场（海拔1150m，38°50′ N，106°24′ E）。试验地块选择中度盐碱地，研究区域属于典型的半干旱大陆性气候，年均气温为9.5℃，在-20.5～33.8℃之间，大于10℃的积温为3350℃·d-1；年降水量为205mm，年均蒸发量为1875mm。试验地块为典型的龟裂碱土，耕层土壤（0～20cm）的有机质及全盐含量分别为8.47和3.78g·kg-1，碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为20.5、5.8和64.3mg·kg-1，土壤碱化度为18.5%，pH值为8.93。
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1.2 试验设计
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本试验选取的柳枝稷材料为品种 Cave-in-Rock，其生态类型为高地型，染色体倍性为八倍体，原产地为伊利诺伊州（Southern Illinois）南部（38°N），种子由北京草业与环境发展研究中心提供。采用大田试验，进行随机区组设计，设置4个施氮水平，包括不施氮量（无人工施肥，N0）、施纯氮60kg·hm-2（低氮，N60）、纯氮120kg·hm-2（中氮，N120）和纯氮240kg·hm-2（高氮，N240），供试肥料为尿素。每个水平设3次重复，分小区种植，共计12个小区。每个小区长8m，宽5m，小区面积为40m2，种植行距为50cm，株距为20cm。所有柳枝稷采用育苗移栽方式种植，于2016年3月底在温室内育苗，待幼苗长到5叶期，挑选出长势一致、生长健壮的植株幼苗进行移栽。建植当年每公顷施60kg N、50kg P2O5 和50kg K2O，第2年不施肥，从第3年起，开始实施不同施氮措施，同时按照当地旱作物进行灌溉管理。
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1.3 土壤样品采集
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于2019年8月1日（柳枝稷开花期）取柳枝稷根际土样，每小区随机选3点，每个样点先去掉表层土壤，再从0～20cm土层取柳枝稷根际土样，每点采集3份土样均匀混合成1个样品。将所采集的土样分为2份，1份保存于灭菌的采样器中，于低温条件下带回实验室，保存于80℃冰箱中用于提取DNA，供土壤细菌多样性及结构分析；另1份保存于普通塑封袋中，带回实验室自然风干，根据试验需要分别过0.25、0.149mm筛用于土壤理化性质的测定。
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1.4 研究方法
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1.4.1 土壤理化性质测定
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土壤pH值采用1∶5土水比，在振荡箱振荡30min后直接用pH计测量，全盐采用1∶5土水比，通过电导率计算求得。有效磷和速效钾分别采用0.5mol·L−1 碳酸氢钠浸提法和醋酸铵浸提，火焰光度法测定。有机质通过重铬酸钾容量法-外加热法测定。全氮通过半微量凯氏定氮法测定，全磷采用钼锑抗比色法测定，碱解氮采用碱解扩散法测定。各项指标的具体测定方法参考《土壤农化分析》（第3版）[13]。
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1.4.2 土壤DNA提取和PCR扩增
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采用OMEGA公司生产的E.Z.N.ATM Mag-Bind Soil DNA Kit试剂盒分别对柳枝稷根际土和非根际土（新鲜土样0.20g）进行DNA提取。采用PCR反应体系对16S rRNA基因的V3～V4区域进行扩增，引物为515F和806R。同时，为区分不同样品，在515F前端加入不同barcode序列。PCR反应体系为：2×Taq Master Mix（15μL）、10μmol·L-1 Bar-PCR primer F（1μL）、10μmol·L-1 primer R （1μL）、Genomic DNA（10ng） 和H2O（30μL）。 PCR扩增的反应条件为：98℃ 30s；27个循环 （98℃ 30s，50℃ 30s，72℃ 30s）；72℃ 5min，扩增后DNA经纯化和混匀后上机测定（Illumina MiSeq 2500，USA），高通量测序由生工生物工程 （上海）股份有限公司完成。
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1.5 数据分析及处理
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采用SPSS 23.0对土壤理化数据进行统计分析，使用R语言分析微生物多样性数据，同时进行环境因子对微生物群落结构的影响分析。
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2 结果与分析
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2.1 施氮对土壤理化性质的影响
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由表1可知，不同施氮处理下土壤理化性质发生了较大改变，且柳枝稷种植能在一定程度上改良盐碱土壤，降低土壤pH值和全盐含量。与CK相比，N0、N60、N120和N240处理的土壤pH值和全盐含量均显著降低（P<0.05），分别比CK降低3.32%、4.57%、10.18%、11.53%和43.27%、 53.37%、70.19%、73.32%。施氮处理的土壤有效磷含量显著高于CK（P<0.05），分别比CK提高41.38%、51.15%、54.97%和56.68%。施氮可以显著降低柳枝稷土壤速效钾含量（P<0.05），分别比CK降低19.94%、21.11%、22.23%和23.66%。柳枝稷土壤有机质和碱解氮含量随着施氮量的增加没有显著性差异（P>0.05）。柳枝稷土壤全氮和全磷含量随着施氮量的增加较CK均显著提高（P<0.05）， N60、N120和N240处理下，土壤全氮分别比CK提高23.40%、27.66%和31.91%。N0、N60、N120和N240处理下，土壤全磷分别比CK提高10.34%、 13.79%、17.24%、18.97%，但N60和N120及N120和N240处理之间土壤全磷含量均没有显著性差异 （P>0.05）。
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注：同列数据后不同字母表示不同处理间差异显著（P<0.05）。下同。
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2.2 施氮对土壤细菌多样性组成的影响
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不同处理土壤细菌种类OTU数量关系韦恩图如图1所示，5个处理共产生18924个OTU，共同包含的OTU个数为2459，占总OTU数量的12.99%。其中，CK共得到8696个OTU，N0共得到9210个OTU，N60共得到9403个OTU，N120共得到8450个OTU，N240共得到8239个OTU。 CK中特有的OTU为2199个，占总OTU数量的11.62%；N0中特有的OTU为1514个，占总OTU数量的8.00%；N60中特有的OTU为1557个，占总OTU数量的8.23%；N120中特有的OTU为1179个，占总OTU数量的6.23%；N240中特有的OTU为1278个，占总OTU数量的6.75%。表明5个处理土壤细菌的群落结构差异较大。分别将4组施氮处理与CK比较发现，N60和CK共有的OTU最多，为4596个，N0和CK共有的OTU为4589个， N120和CK共有的OTU为3885个，N240和CK共有的OTU最少，为3859个。
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2.3 施氮对土壤细菌相对丰度的影响
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如图2所示，土壤细菌多样性在属水平上的组成基本相同，但平均相对丰度所占比例略有差异。土壤细菌多样性在门水平上相对丰度排名位列前5的为：变形菌门（Proteobacteria，45.79%）、放线菌门（Actinobacteria，19.24%）、酸杆菌门 （Acidobacteria，10.71%）、拟杆菌门（Bacteroidetes，10.11%） 和浮霉菌门（Planctomyoetes， 5.45%）。同时，土壤细菌多样性在属水平上的组成也基本相同，但平均相对丰度所占比例也略有一定差异。土壤细菌多样性相对丰度排名位列前10的为：鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas，9.26%）、 Gp6（8.40%）、芽单胞菌属（Gemmatimonas， 8.19%）、Ohtaekwangia（7.44%）、节细菌属（Arthrobacter，6.24%）、Subdivision3genera incertae sedis （5.97%）、假单胞菌属（Pseudomonas，5.25%）、 Sphingobium（4.97%）、Geminicoccus（3.72%） 和 Aridibacter（3.54%），占总类群的62.98%。此外，还有25.59%的土壤细菌类群未被分类。说明在4种施氮处理的土壤样品中，未分类的土壤细菌成了第一大类群。随着分类的细化，相关数据库中可用信息量越来越少，同时也说明土壤中含有一定数量的潜在土壤细菌类群。
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图1 不同施氮处理下土壤细菌多样性Venn和Genus水平群落结构分布热图
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图2 不同施氮处理下土壤细菌在门和属水平的相对丰度
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注：* 代表0.05显著水平。
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2.4 施氮对土壤样品细菌多样性相似性聚类树的影响
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如图3所示，5个不同处理的土壤可分为3大类，其中N0和N60、N120和N240处理的土壤细菌多样性组成分别趋于一类，在聚类关系上趋同性较强，CK处理单独为一类。表明施氮处理下柳枝稷土壤细菌种群结构与施氮量并没有明显差异，亲缘关系较近，与是否种植作物关系密切，说明盐碱地种植柳枝稷能在一定程度上改变土壤细菌多样性结构。
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图3 不同施氮处理下的土壤细菌多样性相似性聚类树
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2.5 施氮对土壤细菌 α 多样性指数的影响
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从表2可以看出，不施氮处理下文库覆盖率均在97%以上，能够较为全面地反映不同耕作措施下土壤细菌多样性的种类和结构。综合丰富度指数Chao1和ACE以及多样性指数Shannon和Simpson，5个不同施氮处理土壤细菌多样性由高到低排序为：CK>N60>N240>N0>N120。统计分析结果表明，5个处理下Chao1指数、ACE指数、Shannon指数、Simpson指数及覆盖率之间没有显著性差异 （P>0.05）。与对照相比，施氮处理对细菌多样性和丰富度均未有显著改变（P>0.05）。
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2.6 土壤细菌多样性与环境因子相关性分析
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由表3可知，土壤的pH值及全盐、有效磷、速效钾、有机质、全氮、全磷和碱解氮含量是影响土壤细菌多样性最主要的因子。其中，土壤pH值及全盐、有效磷、速效钾、有机质、全氮、全磷和碱解氮含量均与 Pseudomonas 属细菌呈显著负相关关系（P<0.05）； 而除土壤pH值外，其余环境因子均与 Aridibacter 细菌呈显著正相关关系（P<0.05），甚至土壤全盐、有效磷、速效钾、全氮和全磷含量与 Aridibacter 呈极显著正相关关系（P<0.01）；有效磷含量与 Arthrobacter 和 Subdivision3genera incertaesedis 呈显著负相关关系 （P<0.05）；各环境因子与其余优势细菌之间没有显著的相关关系（P>0.05）。
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注：** 表示P<0.01，* 表示P<0.05。
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3 讨论
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3.1 施肥对柳枝稷土壤养分含量的影响
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土壤养分是表征土壤理化性质的重要指标，与土壤质量密切相关[14]。增施氮肥改变了土壤中养分含量，显著增加了土壤有机质、全氮及全磷等养分含量[14-15]。符鲜等[16]和张学林等[17]研究发现，不同施氮水平对土壤氮库、速效养分等影响显著，且随着施氮量增加，土壤不同形态有机质、有效磷和速效钾含量增加，作物根际和非根际土壤全氮和碱解氮含量显著增加。陈松鹤等[18]研究结果表明，不同施氮水平对土壤养分含量的影响有所不同，且随着施氮量增加，土壤有机质、全氮、碱解氮等养分含量均增加，提高了表层土壤理化性质。本研究结果表明，随着施氮水平的提高，柳枝稷0～20cm土层土壤的理化性质发生了改变，土壤pH值和全盐含量显著降低，可能原因是施氮促进了柳枝稷的营养生长，有效地降低了土壤容重，提高了土壤孔隙度，改善了土壤结构，增加了土壤通透性，改变了土壤的物理性状。同时本研究还发现，土壤中有机质、全氮、全磷、碱解氮和有效磷等养分含量相对于CK均有不同程度的提高，这一结论与杨培培等[19]和张贵云等[20]研究结果一致，说明施氮在一定水平能够提高土壤理化性质，促进作物生长。究其原因，施用氮肥增加了土壤氮素积累，根茬残体、根系分泌物及凋落物归还量相应增加，促进了腐生菌增殖，土壤养分含量相应增加。然而，土壤速效钾含量随着施氮量的增加反而降低，这与刘国丽等[21]和周丽等[22]的研究结果不一致，可能原因是，该盐碱地块速效钾含量本来就很低，而柳枝稷对速效钾的需求量又比较高，所以导致土壤速效钾含量降低。
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3.2 施肥对柳枝稷土壤细菌多样性的影响
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生物多样性指数用于描述生物类型数和均匀度，它可反映生物群落中物种的丰富度及其各类型的分布比[23]。本研究结果表明，施氮量在一定程度上提高了土壤细菌的丰富度，提高了土壤细菌的多样性，但这5个处理的Chao1指数、ACE指数、 Shannon指数、Simpson指数及覆盖率之间均没有显著性差异，而且随着施氮量的提高，细菌 α 多样性偶尔降低。一方面是因为细菌多样性由物种丰富度和均匀度共同决定，细菌多样性结果会因丰富度和均匀度二者所占比重而有所不同[24]；另一方面施氮量在一定程度上可以改善土壤微环境，这可能有益于个别细菌类群的生长，从而引起细菌多样性个体大小或数量的差异，群落结构发生变化且均匀度降低，进而导致多样性指数减小，细菌多样性降低[25-27]。样本聚类树结果表明，5个不同施氮量处理可聚为3大类，其中N0和N60处理的土壤细菌多样性组成趋于一类；N120和N240处理的土壤细菌多样性组成趋于一类，在聚类关系上趋同性较强；CK处理单独为一类，而且N0和N60与N120和N240处理之间加权欧式距离相近，说明施氮量对柳枝稷土壤细菌种群结构没有明显影响，土壤细菌多样性结构亲缘关系较近。同时发现，施氮量虽然改变了土壤的理化性质，但是短期施用氮肥不会显著改变细菌的多样性。这与聂江文等[28]的研究结果不一致。可能是由于土壤施氮会钝化柳枝稷土壤细菌对环境因子的激发效应，且细菌多样性和土壤环境之间融合过程较长。因此，不能满足各类细菌生长繁殖，导致细菌多样性变化不明显。
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3.3 细菌多样性与土壤养分含量之间的关系
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研究表明，土壤微生物类群中以细菌居多，通常能占到70%～90%，其种类繁多、功能多样，具有最为丰富的遗传多样性[29-30]。细菌多样性是多个土壤环境因子共同作用的结果。其中pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量等对于研究区土壤细菌多样性起着重要作用[31]。不同施氮水平对土壤细菌多样性结构、种类、数量存在一定的影响，采用高通量测序技术对土壤原核微生物16S rRNA基因的V4高变区进行扩增测序分析。本试验结果表明，5种处理在97%的相似度水平上，共产生18924种属分类水平的细菌多样性（OTUs），此外，通过测序还发现了许多未被分类的细菌多样性，需通过深度测序或利用其他先进手段对微生物进行更细致的分类研究。在门分类水平上，土壤主要优势菌群为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria），其中变形菌门的丰度最高。这与Roesch等[32]对土壤微生物的研究结果相一致，可能是因为变形菌门是细菌中最大的门类，且该试验基地土壤呈碱性，而变形菌门则是碱性土壤中的主要优势菌群。有研究报道曾指出，变形菌门中的许多类群具有固氮作用，并能适应各种复杂环境，环境条件的变化对其分布和相对丰度影响不大[33]，本试验中变形菌门、放线菌门和酸杆菌门在5个处理土壤间差异并不显著，这一结论与上述观点相符合[34]。优势细菌菌群与环境因子的相关性结果表明，在属水平下，土壤全盐、有效磷、速效钾、有机质、全氮、全磷和碱解氮含量均与假单胞菌属 （Pseudomonas）和阿里迪杆菌属（Aridibacter）存在显著相关关系，说明这些环境因子是影响细菌多样性结构的关键因子，这与王伏伟等[35]研究结果相似。
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4 结论与展望
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宁夏银北盐碱地区施氮处理提高了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量，降低了土壤全盐含量和pH值，改变了土壤理化性状，在一定程度上提高了土壤理化性质。其中，pH值及全盐、有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量是影响土壤原核微生物群落遗传多样性的重要理化因子。本研究结果表明：不同施氮水平下， 0～20cm土层土壤中主要优势菌群为变形菌门、放线菌门和酸杆菌门，均未出现独有种群。与CK相比，不同施氮处理虽在一定程度上不会改变土壤细菌多样性的组成和种类，但会影响其相对分布。 5个处理土壤样品的16S rRNA高通量测序获取了大量序列，在一定程度上为后续研究提供了一定的理论支撑。另外，有关施氮处理对土壤细菌多样性的影响还需结合多学科、多方法进行综合评价，以便获得更有效和全面的研究结论。在后续研究中，将增设不同年份的取样试材，以便能够更完整地反映出施氮处理对土壤微环境的影响。因此，施氮处理是一种较优的提高土壤理化性质及土壤微生物群落多样性的处理方式，对该地区推广提供了一定的理论基础。
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摘要
为研究优化施肥对柳枝稷土壤理化性质及细菌多样性结构和多样性的影响，以半干旱区种植 3 年的柳枝稷表层土壤为对象，采用高通量测序技术研究了不同施氮水平（0、60、120 和 240 kg·hm-2）对 0 ～ 20 cm 土层土壤理化性质、细菌多样性及其结构的影响，以盐碱荒地作为对照（CK）。结果表明，总的来看，施氮可显著降低土壤 pH 值和全盐含量，同时施氮能够显著提高土壤养分含量，有效改善土壤环境，提高土壤理化性质。与 CK 相比，土壤 pH 值和全盐含量分别降低了 3.32% ～ 11.53% 和 43.27% ～ 73.32%，土壤养分含量提高了 14.05% ～ 20.98%。5 个处理的 15 份土壤样品共获得约 7.4 万条有效序列，基于≥ 97% 的相似度水平下，通过聚类分析对可操作分类单元（OTU）进行归类，CK、N0、N60、N120 和 N240 平均分别有 8696、 9210、9403、8450 和 8239 个 OTU 类型，Chao1 指数、ACE 指数和 Shannon 指数分别在 6623.06 ～ 7627.90、 7457.14 ～ 8412.28 和 6.40 ～ 6.67 之间；在 5 个处理的土壤样品中，门和属分类水平上细菌种群组成较为一致，优势菌门主要为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和浮霉菌门（Planctomyoetes），相对丰度共占 75.74% ～ 91.30%；优势菌属主要为鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、Gp 6、芽单胞菌属（Gemmatimonas）、Ohtaekwangia、节细菌属（Arthrobacter）、 Subdivision3 genera incertae sedis、 假单胞菌属（Pseudomonas）、Sphingobium、Geminicoccus 和 Aridibacter，相对丰度共占 55.72% ～ 62.98%；层级聚类及相关分析发现，增施氮肥对细菌多样性结构有一定影响，其中土壤全盐、有效磷、速效钾、有机质、全氮、全磷和碱解氮含量是影响假单胞菌属和 Aridibacter 细菌多样性的主要理化因子。综上所述，施肥处理显著提高了柳枝稷土壤养分含量，改变了土壤理化性质，但没有改变土壤细菌多样性。
Abstract
For researching the effect of optimized fertilizer on soil chemical properties of switchgrass fields and the influence on the bacterial diversity structure and diversity，different types of surface soil planted with three-year switchgrass in saline wasteland and switchgrass fields in half arid areas were studied using high-throughput sequencing technologies，different nitrogen application rates（0，60，120 and 240 kg·hm-2）were adopted and the saline wasteland was used as CK．The results showed that，in general，nitrogen application significantly reduced soil pH and total salt content，and increased soil nutrient content and soil chemical property．Compared with saline wasteland（CK），soil pH and total salt content decreased by 3.32% ～ 11.53% and 43.27% ～ 73.32%，respectively，and soil nutrient content increased by 14.05% ～ 20.98% in switchgrass fields．74000 valid sequences were obtained from the five treatments with 15 soil samples，based on the similarity level of 97% or more，through clustering analysis of operational classification unit（OTU）categorization，CK， N0，N60，N120 and N240 had an average of 8696，9210，9403，8450 and 8239 OTU types，respectively，Chao1 index，ACE index，and Shannon index were 6623.06 ～ 7627.90，7457.14 ～ 8412.28 and 6.40 ～ 6.67，respectively．Among the soil samples of five treatments，bacterial populations were relatively consistent at the classification level of phylum and genus，and dominant phylums were mainly Proteobacteria，Actinobacteria，Acidobacteria，Bacteroidetes and Bactertomyoetes，with relative abundance accounting for 75.74% ～ 91.30%．The dominant genera were Sphingomonas， Gp6，Gemmatimonas，Ohtaekwangia，Arthrobacter，Subdivision3 Genera Incertae Sedis，Pseudomonas，Sphingobium， Geminicoccus and Aridibacter，with relative abundance of 55.72% ～ 62.98%．The hierarchy clustering and correlation analysis showed that the application of nitrogen fertilizer had a certain effect on the bacterial diversity structure，in which the total salt，available phosphorus，available potassium，organic matter，total nitrogen，total phosphorus and alkalihydrolyzed nitrogen content were the main physical and chemical factors that affect the bacterial communities of Pseudomonas and Aridibacter．In conclusion，fertilization significantly increased soil nutrient content and changed soil physical and chemical properties，but did not change soil bacterial diversity in switchgrass field.