摘要
为探明有机肥对草莓园土壤细菌群落的影响,为干热河谷区优化草莓园施肥提供理论依据。以蚯蚓肥 (TA)、油枯肥(TB)、蚯蚓肥 + 油枯肥配施(TC)以及不施肥作为对照(CK)为试验处理,采用 Illumina Miseq 高通量测序技术,分析施用有机肥对土壤细菌群落丰度、多样性及其群落组成特征。结果表明,不同施肥处理均能提高土壤理化性质和土壤酶活性,其中,TA 处理显著提高了土壤 pH 值,TB 处理对碱解氮、有效磷和速效钾含量的提升作用最明显,TB 处理下土壤微生物量碳、微生物量氮、脲酶活性、酸性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性均显著升高。不同施肥处理均显著影响了土壤细菌群落多样性和群落结构,其中,TA 处理显著提高了土壤 Chao 指数、Shannon 指数,优化了土壤细菌群落结构,使细菌共生群落变得丰富且更稳定;TB 处理则显著降低了土壤 Chao 指数、Shannon 指数,且对细菌群落结构的影响较小。冗余分析表明,放线菌门(Actinobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)与 pH、全钾呈正相关,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)与碱解氮、有机质、全氮呈正相关,Firmicutes 与全磷、容重、速效钾、有效磷呈正相关。细菌群落与 pH、有机质、全氮、碱解氮呈极显著正相关(P<0.01)。研究表明,增施蚯蚓肥可以调节 pH 值,提高细菌群落多样性和类群丰度,油枯可以提高土壤肥力,两者配施能够有效改善土壤理化性质,提升土壤养分供应水平,优化细菌群落结构,可优先作为干热河谷区草莓园土壤培肥改良的肥料。
Abstract
The effects of organic fertilizer on soil bacterial community of strawberry garden were explored to provide theoretical basis for optimizing the fertilization of strawberry garden in dry and hot river valley area. Using earthworm fertilizer (TA),oil dry fertilizer(TB),earthworm fertilizer combined with oil dry fertilizer(TC)and no fertilizer as control (CK)as experimental treatments,Illumina Miseq high-throughput sequencing technology was used to analyze the effects of organic fertilizer on soil bacterial community abundance,diversity and community composition. The results showed that different fertilization treatments improved soil physicochemical properties and soil enzyme activities,among which TA treatment significantly increased soil pH value,TB treatment had the most obvious effect on the content of alkali-hydrolyzed nitrogen(AN),available phosphorus(AP)and available potassium(AK). Soil microbial biomass carbon,microbial biomass nitrogen,urease activity,acid phosphatase activity and catalase activity were significantly increased under TB treatment. Different fertilization treatments significantly affected soil bacterial community diversity and community structure. Among them,TA treatment significantly increased soil Chao1 index and Shannon index,optimized soil bacterial community structure,and made the bacterial symbiotic community more abundant and stable. TB treatment significantly reduced soil Chao1 index and Shannon index,and had little effect on bacterial community structure. Redundancy analysis(RDA) showed that Actinobacteriota and Chloroflexi were positively correlated with pH and total potassium,while Proteobacteria and Bacteroidota were positively correlated with AN,organic matter(OM)and total nitrogen(TN). Firmicutes were positively correlated with total phosphorus,bulk density,AK and AP. The bacterial community was positively correlated with pH, OM,TN and AN(P<0.01). The results showed that increased application of earthworm fertilizer could adjust pH value, improve the diversity and abundance of bacterial community,oil dry fertilizer could improve soil fertility,and its mixed application could effectively improve soil physical and chemical properties,enhance soil nutrient supply level,and optimize the structure of bacterial community. It could be used as a preferred fertilizer for soil fertilizer improvement in strawberry garden in dry and hot river valley area.
大量化肥和农药的使用导致土壤板结、病原菌耐受性增强,严重影响农作物的经济效益[1]。可持续农业需要生物措施,而生物有机肥既能够改善土壤理化性质,又能改变土壤微生物生态环境,其富含大量的有益菌群能改善土壤酸化,提高土壤养分转化能力,提高土壤肥力,缓解连作障碍,促进植物的生长[2-4]。邱雪柏等[5]、胡玉达[6]研究表明,油枯肥含有大量营养元素,能提高土壤中氨化细菌及硝化细菌数量,提高作物对化肥氮素的利用效率,增加有机质含量,培肥地力。李健铭等[7]、余小芬等[8] 研究表明,油枯配施提高植烟效益和土壤碳的盈余量,提升土壤碳汇功能。张芝雯等[9]、刘辰熙等[10]、刘婵娟等[11]研究表明,蚯蚓粪具有修复土壤、改善土壤理化性质、提高土壤通透性的作用,在促进作物生长、提高作物产量方面具有显著效果。增施的蚯蚓肥来自蚯蚓动物粪便,是蚯蚓对土壤及土壤中有机物及其残体的分解与代谢,代谢的有机质更利于土壤菌群生活[12-13]。蔺玉红等[14]、 Lourdes 等[15]研究也表明,蚯蚓粪中含有丰富的放线菌、细菌、真菌、植物生长激素和酶类,可以增加土壤有益微生物含量,是优质肥料。配施有机肥能够重塑土壤微生物群落结构,提高土壤微生物功能多样性,进而促进土壤可持续良性循环。生物炭、蚯蚓粪、油枯等有机肥配施不仅能够提高土壤 pH 值、有机质和养分含量及提升土壤肥力,而且还能够重塑土壤微生物群落结构,增加微生物群落丰富度和多样性,提高土壤微生物功能多样性,并最终提高作物产量和品质[16-17]。
土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,施用有机肥能为土壤微生物的生长繁殖提供丰富的碳源、氮源和能量,促进有益微生物如变形菌门 (Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、芽单胞菌门 (Gemmatimonadota)和浮霉菌门(Planctomycetota) 等的生长繁殖[18]。陈红梅等[19]、王兴松等[20]研究认为,有机肥的施入为土壤微生物的生命活动提供充足的碳源和氮源,尤其是土壤细菌的数量明显增多,施用有机肥能显著提高土壤细菌和真菌的 Ace 指数,增加土壤中变形菌门、担子菌门、枝顶孢霉属和假单胞菌属等有益菌群的相对丰度。宁川川等[21]研究表明,长期施用有机肥通过调节土壤 pH,间接增加了关键微生物类群的相对丰度和作物产量,进而对土壤微生物群落的复杂性和稳定性产生影响。微生物还可以加速土壤中有机质的分解,提高土壤保肥供肥的能力,抑制病原物在土壤生长,防止侵染植物,减少农药的使用,在农作物生产和维持土壤生态平衡等方面起到关键作用[16,22]。
尽管诸多报道证实施肥对土壤微生物群落存在显著影响,但对干热河谷区冬草莓不同施肥措施与土壤理化性状、微生物群落和作物产量间的相互关系尚不十分明确。因此,为了研究有机肥在促进草莓生长和改善土壤微生物群落方面的作用,设置不施肥(CK)、单施蚯蚓粪(TA)、单施油枯肥(TB)、混施蚯蚓肥和油枯肥(TC)处理,采用 Illumina Miseq 高通量测序技术,分析不同有机物料施用条件下的土壤细菌群落丰度、多样性及其群落组成特征,从土壤微生物角度为制定科学与合理的施肥策略提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验地位于云南省农业科学院热区生态农业研究所基地(101°50′9″E,25°47′56″N),为典型干热河谷气候,海拔 1186 m,年均气温 21.5℃,年均降水量 620 mm,干湿季节分明,土壤主要为砂壤土[23]。本课题组前期对蚯蚓粪、油枯及组合施用量进行梯度试验优选,根据草莓妙七的产量及品质最优实施方案,3 个处理采用等氮施肥,处理 1:单施蚯蚓粪最优施入量为 20 t·hm-2(TA);处理 2:单施油枯肥 5 t·hm-2(TB);处理 3:蚯蚓肥 + 油枯肥(1∶1)混施 12.5 t·hm-2(TC);对照:不施肥(CK)。每组裂区 3 个重复,共 20 个小区。草莓园土壤理化性质为 pH 6.5,有机质 8.89%,氮 0.54%,磷 0.89%,钾 0.66%。供试肥料理化性质为蚯蚓粪 pH 7.7,有机质 15.5%,氮 1.07%,磷 1.4%,钾 0.86%;油枯肥料 pH 5.8,有机质 58.2%,氮 4.27%,磷 3.38%,钾 2.63%。施肥量主要按照当地草莓栽培生产标准进行。供试品种为草莓妙七,起垄 20 cm,每垄定植 2 行,株距 20 cm,生长过程常规管理。于 2021 年 10 月定植,2022 年 3 月采收完毕。
1.2 试验方法
1.2.1 土壤样品采集与处理
土壤样品于 2022 年 2 月草莓收获期采集,采用五点取样法取 10~20 cm 草莓根际土,清除植物根、杂物等,冰盒保存,带回实验室分成两份,一部分保存于-80℃冰箱用于土壤微生物测定,另一份置于室内通风场地晾干,用于理化性质和酶活性测定[24]。
1.2.2 土壤理化指标测定
土壤容重:环刀法;土壤 pH:pH 仪;有机质:重铬酸钾外加热法;全氮:凯氏定氮法;碱解氮:碱解扩散法;全磷:钼锑比色法;有效磷:碳酸氢钠提取法;全钾:火焰光度法;速效钾:盐酸浸提-AAS;微生物量碳、微生物量氮:耕地质量监测技术规程(NY/T1119—2019);过氧化氢酶:试剂盒(S-CAT)可见显色法;脲酶:试剂盒 (S-UE)微板法;酸性磷酸酶:试剂盒(S-ACP) 微板法,按照试剂盒说明书进行[25]。
1.2.3 土壤微生物高通量测序
土壤样本送至上海美吉生物医药科技有限公司进行 Illumina MiSeq 测序,细菌选用 16S 通用引物 338F(5 ′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3 ′) 和 806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)进行扩增。扩增条件:95℃ 3 min;95℃ 30 s,55℃ 30 s,72℃ 45 s,27 个循环;72℃延伸 10 min 直至反应完成。扩增体系为 20 μL 反应体系,其中包括 4 μL 的 5×FastPfu Buffer 缓冲液,2 μL 的 2.5 mmol·L-1 dNTPs,0.8 μL 的正反引物(5 μmol·L-1), 0.4 μL 的 5×FastPfu DNA 聚合酶,0.2 μL 的 BSA 和10 ng 的模板 DNA,补 dd H2O 至 20 μL[26]。
1.2.4 数据处理与统计分析
通过上海美吉生物云平台对测序获得的原始序列经过 Qiime 平台筛选和序列优化后,对 97% 相似水平的 OTU 代表序列进行分类学信息注释。采用 Mothur(1.30.2)计算样品的 Alpha 多样性指数来反映微生物群落的丰富度和多样性(Chao、Coverage、 Shannon、Simpson)。Beta 多样性分析中采用主坐标分析(PCoA)分析细菌群落组成差异,采用冗余分析探究环境因子对不同退化程度土壤细菌群落组成和功能的影响,用 Excel 2010、SPSS 20.0 进行统计分析、方差分析和绘图[27]。
2 结果与分析
2.1 有机肥对草莓地土壤理化性质的影响
土壤理化性质如表1所示,TA 处理与 CK 相比,显著提高了 pH 值,TB 处理与 CK 相比,显著降低了 pH 值。TA、TB、TC 处理与 CK 相比,显著增加了土壤有机质、碱解氧、有效磷、速效钾含量,其中,TB 处理升高最多,有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别显著增加 361.4%、 519.7%、178.2%、95.3%、71.8%,表明增施有机肥能够提高土壤 pH 值及有机质和养分含量,并提升土壤肥力。
表1不同处理的土壤理化性质

注:表中同列不同小写字母表示处理之间差异显著(P<0.05)。下同。
2.2 有机肥对草莓地土壤酶活性变化特征的影响
土壤酶活性如表2所示,TA 处理与 CK 相比,显著提高了土壤过氧化氢活性 40.29%;TB 处理与 CK 相比,土壤微生物量碳、微生物量氮、脲酶活性、酸性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性均分别显著升高 177.62%、345.23%、197.12%、264.32%、43.13%; TC 处理与 CK 相比,土壤微生物量碳、微生物量氮、脲酶活性、酸性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性均分别显著升高 89.50%、345.21%、197.14%、 264.27%、43.15%;配施有机肥均不同程度提高微生物量碳、微生物量氮及微生物酶活性,其中,TB 和 TC 处理影响最为显著。
表2不同处理对土壤酶活性的影响

2.3 有机肥对草莓地土壤细菌群落结构的影响
2.3.1 土壤细菌物种 Venn 图分析
对 16S rRNA 基因进行测序,完成 12 个样本的多样性数据分析,共获得优化序列 805166,平均序列长度 415 bp。物种注释结果统计:37 门、126 纲、 314 目、521 科、1056 属、2154 种,测得总 OTU 数目 5506 个,其中共有的 OTU 数目为 1959 个,约占总生物数目的 35.57%,与 CK 处理相比,TA 处理细菌独有 OTU 数目最多,为 371,约占总生物数目的 6.74%;而 TB、TC 处理与 CK 相比,OTU 数目均减少,分别约占总生物数目的 2.56%、2.20%。说明增施蚯蚓肥能增加土壤细菌种群数(图1)。

图1基于 OTU 分类水平的土壤细菌 Venn 分析
2.3.2 土壤细菌群落 Alpha 多样性分析
不同处理的草莓采收期土壤细菌多样性指数如图2所示,土壤微生物群落丰富度与多样性在一定程度上可以反映土壤生态功能的变化。经过 Alpha 多样性分析,TA 处理下 Shannon 指数、Chao 指数差异显著,分别增加 1.73%、5.12%,TB 处理下 Shannon 指数、Chao 指数差异显著,分别降低 7.46%、14.53%,各指数由大到小依次为 TA>CK>TC>TB,TA 处理增加土壤细菌群落的丰富度和多样性,TB 处理反而降低了细菌群落的多样性,TC 处理对土壤细菌群落的多样性影响不显著。
2.3.3 土壤细菌群落 Beta 多样性分析
对不同样本中 16S rRNA 的 OTU 分类学水平的 PCoA 分析(图3)显示,采用 bray-curtis 距离算法,细菌群落的 PCoA 第一坐标贡献度为 45.35%、第二坐标贡献度为 15.99%,两个主成分方差贡献率累积达到 61.34%。TA、TB、TC 处理土壤细菌群落距离与 CK 均较远,即细菌物种组成有一定的差异性。TB 处理与 TC 距离相对较近,细菌物种组成较 CK、TA 处理更相近,不同的施肥处理对细菌物种组成都有一定的影响。

图2不同处理土壤细菌 Alpha 多样性
注:小写字母不同表示各处理间差异显著(P<0.05)。

图3不同处理土壤中细菌 OTU 组成的主成分分析
2.3.4 土壤细菌群落结构分析
如图4所示,所有样本在门水平上的细菌优势菌门有 4 大类,按比例大小依次为变形菌门 (Proteobacteria)(24.71%~43.60%)、放线菌门 (Actinobacteriota)(16.09%~22.20%)、绿弯菌门 (Chloroflexi)(6.68%~17.62%)、厚壁菌门(Firmicutes) (4.31%~11.65%),占总丰度和的 73.81%~76.76%。其中,TA 处理的绿弯菌门与 CK、TB、TC 处理相比丰度显著增加,而变形菌门、放线菌门在单施或配施的处理下,丰度无显著变化。

图4不同处理下土壤细菌群落门水平上的相对丰度
2.3.5 土壤不同处理细菌门水平物种分类热图
在门水平上,不同处理下总丰度位于前 8 位的细菌属绘制分类热图(图5),样本聚类树显示 TB 和 TC 处理的细菌聚为一类,表明细菌群落组成相似。在不同处理下丰度均值总和前 8 位的细菌分别是变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、厚壁菌门、拟杆菌门(Bacteroidota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、 Patescibacteria。其中,变形菌门在 TB 和 TC 处理下丰度显著增加,显著高于其他处理;Patescibacteria 在 TA、CK 处理下丰度显著降低,低于其他处理,说明不同的施肥处理对土壤细菌分类有一定的影响。
2.3.6 细菌群落物种丰度差异性分析
基于 LEfSe 分析,查找各处理在细菌属分类学水平上具有显著性差异的土壤微生物物种,结果见图6。当判别分析(LDA)得分大于 4.0 时,CK 检测到 4 个显著差异的细菌富集(1 门、1 纲、1 科、1 属),TA 处理检测到 11 个显著差异的细菌富集(2 门、2 纲、3 目、2 科、2 属),TB 处理检测到 16 个显著差异的细菌富集(2 门、2 纲、5 目、5 科、2 属),TC 处理检测到 6 个显著差异的细菌富集 (1 目、3 科、2 属)。结果表明,随着有机肥的增施,各处理的细菌附近种类较 CK 增多,其中,TB 处理富集最多,变形菌门 LDA 得分为 5,甲型变形菌纲 (Alphaproteobacteria)、根瘤菌目(Rhizobiales)、黄单胞菌目(Xanthomonadales)LDA 得分为 4.5;TA 处理下绿弯菌门、酸杆菌门 LDA 得分为 4.5;说明增施有机肥增加了土壤细菌群落,群落结构差异显著。

图5不同处理下土壤细菌门水平物种分类热图
注:不同颜色梯度表示不同处理细菌在门水平的丰度变化,蓝色代表较低丰度,红色代表较高丰度。

图6不同处理下土壤细菌群落 LEfSe
注:不同的颜色区域代表不同的成分;圆圈表示从门到属的系统发育水平。
2.4 土壤细菌群落组成与环境因子之间的相关分析
不同施肥处理下,土壤理化性质与土壤微生物群落关系的冗余分析(图7),RDA1 解释了变化量 77.59%,RDA2 解释了变化量 10.79%。 pH(r=0.6899,P<0.05)对细菌群落结构有显著影响。在 RDA 揭示了门水平土壤细菌优势菌门与土壤理化性质的关系,箭头长度和角度表示解释变量和响应变量之间的关系。由图7可知,放线菌门、绿弯菌门与 pH、全钾呈正相关,变形菌门、拟杆菌门与碱解氮、有机质、全氮呈正相关性,Firmicutes 与全磷、容重、速效钾、有效磷呈正相关。

图7不同处理下土壤理化性质与土壤微生物群落关系的冗余分析
注:BD 为容重,OM 为有机质,TN 为全氮,AN 为碱解氮,TP 为全磷,AP 为有效磷,TK 为全钾,AK 为速效钾。下同。
2.5 土壤细菌群落与土壤环境因子的关联性
采用 Mantel test 来评估土壤环境因子对 OTU 水平上细菌群落组成的影响,并对土壤环境因子进行 Spearman 相关性分析。结果如图8所示,细菌群落与 pH、有机质、全氮、碱解氮呈极显著正相关(P<0.01),与全钾、有效磷、速效钾呈显著正相关;其中,pH 与有机质、全氮之间呈极显著负相关(P<0.01),有机质与全氮、碱解氮之间呈极显著正相关(P<0.01),碱解氮与全氮呈极显著正相关(P<0.01),有效磷与速效钾之间呈极显著正相关 (P<0.01),有机质、全氮与全钾、全磷之间呈显著负相关(P<0.05)

图8土壤细菌群落与土壤理化性质的 Mantel 分析
注:线条的粗细代表 Mantel 相关 r 值,线条颜色代表 Mantel 相关 P 值,热图颜色代表 Spearman 相关系数,并用数值进行表示,Spearman 显著性的差异在 P<0.05、P<0.01 和 P<0.001 的水平上分别用 *、** 和 *** 标注。
3 讨论
3.1 不同施肥处理对土壤性质的影响
土壤 pH 被认为是影响土壤微生物群落结构的最敏感预测环境因子之一,pH 调节着土壤微生物菌群的活性和丰度,对土壤细菌群落结构有着重要的影响[28]。在本研究中,增施蚯蚓肥处理能显著提高 pH 值,表明增施蚯蚓肥能调节土壤的酸碱度,使 pH 值由酸性趋于中性,与碱性环境相比,偏酸的土壤环境不利于微生物的生存和活动[29]。有机肥的施用可以保持土壤 pH 稳定,减缓土壤的酸化进程[30]。增施有机肥蚯蚓粪、油枯肥或者混施都能提高土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的含量,特别是增施油枯肥处理升高最快,说明增施油枯肥、蚯蚓粪可以提高土壤有机质和养分含量,改良土壤结构,提升土壤肥力[7,14]。
土壤酶活性是表征土壤养分循环及微生物代谢活性的关键指标,土壤酶活性会随着不同的施肥处理以及耕作环境的变化而改变,土壤酶通过加速土壤中有机化合物的分解和转化,提高土壤活性和肥力[21]。土壤脲酶能够促进有机质的碱解,其活性能有效促进作物对氮素的吸收,本试验中加入蚯蚓肥和油枯肥,土壤中全氮、碱解氮显著升高,同时也促进了土壤微生物量碳、微生物量氮、脲酶活性、酸性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性的提高。说明施用蚯蚓肥、油枯肥和配施有机肥能改善土壤酸碱环境,提高土壤酶活性,改善土壤肥力,这与刘辰熙等[10]的研究结果一致。本研究发现,有机肥配施对土壤理化性状改良效果更为显著,实现了土壤理化性质的良性循环,提高土壤养分含量,而且可以增加和更新土壤有机物质,促进微生物繁殖,改善土壤理化性质和生物活性[31]。
3.2 不同施肥处理对土壤细菌多样性和群落组成的影响
土壤微生物群落结构变化直接或间接地影响土壤功能和反映土壤的健康状态,而肥料种类是影响土壤微生物群落组成和多样性的主要因素[21]。顾美英等[32]研究发现,施用有机肥和化肥均能增加土壤细菌群落多样性和丰富度。本研究中,土壤理化性质对土壤微生物群落有显著影响,增施蚯蚓粪提高土壤 pH,显著影响土壤中的细菌总数,TA 处理细菌独有的 OTU 数目最多,为 371,约占总生物数目的 6.74%;土壤微生物群落丰富度与多样性在一定程度上可以反映土壤生态功能的变化。经过 Alpha 多样性分析,TA 处理下 Shannon 指数、Chao 指数差异分别显著增多,增施蚯蚓粪增加土壤细菌群落的丰富度和多样性[29]。
细菌优势菌门前 4大类是变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门,其中在增施油枯肥或者混施的处理下,变形菌门丰度显著增加;增施蚯蚓粪的处理下,绿弯菌门丰度显著增加,表明不同施肥处理对细菌群落结构组成差异性的影响更为显著[30]。增施的蚯蚓肥来自动物蚯蚓粪便,是蚯蚓对土壤及土壤中有机物及残体的分解与代谢,形成过程更为复杂,分解的有机质更有利于土壤菌群生活[22]。调节了土壤 pH,当土壤 pH 值在一定适宜值时会促进微生物的生长和繁殖,提高微生物群落多样性和丰富度[24]。
3.3 不同施肥处理对土壤微生物群落与土壤性质的相关性
土壤微生物对环境变化十分敏感,土壤理化性质和酶活性是导致土壤微生物群落变化的重要因素[33]。本研究发现,土壤 pH、碱解氮、有效磷、速效钾、脲酶、过氧化氢酶是造成土壤细菌优势菌门变化的驱动因子,随着有机肥的增施,各处理的细菌附近种类较 CK 增多,其中,TB 处理下富集最多的是变形菌门,LDA 得分为 5,甲型变形菌纲、根瘤菌目、黄单胞菌目 LDA 得分为 4.5;TA 处理下,绿弯菌门、酸杆菌门 LDA 得分为 4.5;说明增施有机肥增加了土壤细菌群落,群落结构差异显著[19]。
不同施肥处理下土壤理化性质与土壤微生物群落关系的冗余分析,pH(r=0.6899,P<0.05)对细菌群落结构有显著影响,放线菌门、绿弯菌门与 pH、全钾呈正相关,变形菌门、拟杆菌门与碱解氮、有机质、全氮呈正相关。pH 能影响土壤中细菌群落的丰度和多样性,土壤环境因子有机质、全氮、碱解氮的增加可以促进放线菌门、绿弯菌门、变形菌门和拟杆菌门的繁殖生长[34]。
细菌群落与 pH、有机质、全氮、碱解氮呈极显著正相关(P<0.01),与全钾、有效磷、速效钾呈显著正相关,施用有机肥可以调节土壤环境,提高土壤基质养分和增加细菌群落丰富度及多样性[35]。研究分析表明,有机质、全氮和容重与细菌群落结构的变化密切相关,显著影响细菌群落代谢,也是决定草莓根际土壤细菌群落组成的重要因素[36]。
4 结论
单施蚯蚓肥能调节土壤 pH,Shannon 指数、 Chao 指数差异显著,增加土壤细菌群落的丰富度和多样性;显著提高土壤中细菌的生物总数和微生物丰富度占比,绿弯菌门丰度显著增加;单施油枯肥显著提高了微生物量碳、微生物量氮含量及土壤酶活性,并提升土壤肥力;配施(蚯蚓粪 + 油枯肥)提高了土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性;丰富土壤中有益菌群数量,改善土壤菌群结构,能改善土壤微生物环境,提高微生物群落多样性和丰富度。综上所述,两种肥料配施时效果最优,配施比单施效果显著,兼顾单施的效果,同时降低施用成本,重塑土壤微生物群落结构,提高土壤微生物功能多样性,进而促进土壤的可持续良性循环,是提高干热河谷区草莓地土壤质量的有效措施。









