2種灌溉方式下新疆栽培紅花根區(qū)微生物群落功能多樣性分析

蘭家萍 趙詳 劉鴦 楊美玲 王紹明

摘要：以滴灌和大水漫灌2種不同灌溉方式下紅花根際土和非根際土為研究對(duì)象，采用Biolog-ECO微平板檢測(cè)法對(duì)土壤微生物群落功能多樣性進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，2種不同灌溉方式下紅花根際土含水率以及全氮、全鉀、全磷、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量均高于非根際土壤，而電導(dǎo)率、pH值則低于非根際土，滴灌下紅花根際土中大部分理化因子的含量大于大水漫灌;滴灌下的過(guò)氧化氫酶、堿性磷酸酶、纖維素酶活性顯著高于大水漫灌;滴灌下平均顏色變化率（AWCD）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（H）、豐富度指數(shù)均整體高于大水漫灌。說(shuō)明滴灌有助于改善微生物的生存環(huán)境，提高土壤微生物群落功能多樣性，進(jìn)而增強(qiáng)應(yīng)對(duì)外界環(huán)境影響的能力。

關(guān)鍵詞：新疆栽培紅花;微生物功能多樣性;滴灌;大水灌溉

中圖分類號(hào)： S154.3? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）10-0301-04

紅花（Carthamus tinctorius L.）別稱草紅花和菊紅花，是菊科紅花屬中唯一的栽培品種，是菊科植物的干燥管狀花，屬于雙子葉植物，為一年或兩年生草本植物。在我國(guó)，紅花是一種傳統(tǒng)的藥材，同時(shí)是集飼料、油料、染料等多種功能為一體的重要經(jīng)濟(jì)作物，有著廣闊的開(kāi)發(fā)前景[1]。紅花喜溫暖干燥、土壤排水性能好的生態(tài)環(huán)境，具有耐寒、耐旱、耐鹽堿等特性，同時(shí)其對(duì)土壤的肥力要求也不是特別高，因此栽培管理比較簡(jiǎn)便。目前紅花已被廣泛栽種于全球范圍內(nèi)，調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)4個(gè)主要的紅花產(chǎn)地分別為新疆吉木薩爾、河南新鄉(xiāng)、四川簡(jiǎn)陽(yáng)、云南巍山。其中，新疆占據(jù)我國(guó)紅花栽培面積和產(chǎn)量的第1位，種植區(qū)主要分布于吉木薩爾、伊利、塔城、呼圖壁等地。新疆是我國(guó)紅花的主要產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量約占全國(guó)的80%，被譽(yù)為“中國(guó)紅花之鄉(xiāng)”[2]。干紅花遠(yuǎn)銷全國(guó)各個(gè)省份，并有部分出口國(guó)外。紅花以其較高的經(jīng)濟(jì)和藥用價(jià)值受到國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注[3]。迄今為止，研究發(fā)現(xiàn)，紅花中主要含有黃酮醇及其苷類、查耳酮類、鏈烷雙烯醇類、脂肪酸類、聚炔類、甾體類等成分。然而，目前對(duì)于紅花的研究主要集中在其藥理、化學(xué)成分、種質(zhì)資源保存、遺傳多樣性、品種選育、高效栽培管理技術(shù)以及防病防害等方面，近年來(lái)，對(duì)紅花土壤根區(qū)微生物群落多樣性的研究逐漸增多。郭歡等研究發(fā)現(xiàn)，叢枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）從時(shí)間和空間上影響紅花根圍微生物的多樣性[4]。

目前在全球范圍內(nèi)，干旱或水資源短缺已經(jīng)成為限制作物產(chǎn)量的主要因素之一，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展以及全球氣候變暖的加劇，干旱缺水形勢(shì)日益嚴(yán)峻[5]。新疆昌吉州吉木薩爾縣位于新疆維吾爾自治區(qū)天山北麓東端，為紅花的主要產(chǎn)地之一，該地區(qū)干旱缺水，水資源短缺成為土地開(kāi)發(fā)利用的主要限制因素之一[6]。由于技術(shù)落后、資金短缺等方面原因，傳統(tǒng)落后的大水漫灌一直沿用至今。但是，隨著水資源緊缺與需水量逐年增加之間矛盾的日益加劇，大水漫灌正在逐漸被現(xiàn)代化節(jié)水模式所取代。隨著我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)的普及和發(fā)展，近幾年，滴灌在我國(guó)逐漸被重視并得到了前所未有的推廣。滴灌不僅是干旱缺水地區(qū)一種有效利用水資源的灌溉方式，同時(shí)也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的有效載體。滴灌能夠遵從作物耗水規(guī)律，均勻緩慢、適時(shí)適量地供水，使作物根層土壤保持最佳的水分含量、通氣狀態(tài)、養(yǎng)分含量等，為作物生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造良好的環(huán)境[7]。20世紀(jì)以來(lái)，人們認(rèn)識(shí)到不同植物之間和相同植物不同品種之間存在水分利用效率差異。為此，進(jìn)行滴灌和大水漫灌2種不同灌溉方式下新疆栽培紅花根區(qū)微生物功能多樣性研究，以期為提高紅花產(chǎn)量和優(yōu)化栽培管理措施提供一定的理論參考依據(jù)。

土壤微生物群落對(duì)土壤中的物質(zhì)和能量循環(huán)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中最為活躍的部分[8]，90%左右的土壤反應(yīng)過(guò)程都有微生物的參與[9-10]。根際是一個(gè)由根系分泌物輸入高能量而使得微生物劇烈活動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)是植物和微生物進(jìn)行物質(zhì)與能量交流較活躍的土壤微區(qū)，也是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外土壤微生物研究的熱點(diǎn)[11]。根際土壤微生物可以影響土壤營(yíng)養(yǎng)的分解、轉(zhuǎn)化以及植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，是衡量土壤肥力和養(yǎng)分含量的重要指標(biāo)。各級(jí)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與作物產(chǎn)量密切相關(guān)，微生物種群結(jié)構(gòu)失衡是導(dǎo)致藥用作物發(fā)病和減產(chǎn)的主要原因之一[1]。土壤微生物多樣性對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有一定的影響，參與維持土壤生產(chǎn)力，是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的重要參考指標(biāo)之一。研究作物與其根際土壤微生物多樣性之間的關(guān)系，對(duì)進(jìn)一步了解作物品種遺傳性、土壤適應(yīng)性和制定栽培管理方案具有重要參考意義。

Garland等首次采用Biolog微孔板對(duì)微生物群落功能多樣性進(jìn)行描述[12]，此后該技術(shù)被廣泛用于評(píng)價(jià)環(huán)境微生物群落功能多樣性[13]。目前Biolog技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于對(duì)土壤微生物群落功能多樣性的評(píng)價(jià)，例如比較不同土壤類型、同類土壤不同植物物種根際、不同植被根際土壤微生物群落的功能多樣性。

本研究采用Biolog-ECO微平板檢測(cè)法，以滴灌和大水漫灌2種不同灌溉方式下栽培紅花根際土和非根際土為研究對(duì)象，探討2種不同灌溉方式下紅花分區(qū)微生物的多樣性。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于新疆昌吉州吉木薩爾縣北庭鎮(zhèn)農(nóng)六師紅旗農(nóng)場(chǎng)分廠一連，該區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)天山北麓東端，準(zhǔn)噶爾盆地東南緣（88°30′～89°30′E，43°30′～45°30′N）。屬溫帶大陸性氣候，冬季長(zhǎng)而嚴(yán)寒，夏季短而炎熱，春秋季節(jié)不明顯，干旱且降水量少，晝夜溫差大。年平均氣溫為7.0 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)為2 861.1 h。

2 研究方法

2.1 樣品采集

灌溉方式為滴灌、大水漫灌，以2016年6月在新疆昌吉州吉木薩爾縣北庭鎮(zhèn)紅旗農(nóng)場(chǎng)隨機(jī)選取的長(zhǎng)勢(shì)、株叢大小等相似的紅花地作為樣地。在樣地內(nèi)設(shè)置3個(gè)5 m×5 m的樣方，在每個(gè)樣方內(nèi)隨機(jī)選取5～10株植株作為樣本，在植株根處挖取與根系深度（約為20 cm）相同的土壤剖面（注意采集植物根系土壤時(shí)要小心地進(jìn)行），剔除植物殘根、石礫以及周圍的雜土，將完整的根系裝入無(wú)菌封口袋內(nèi)，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，將根系上剝離的土（控制在根系周圍1.0～2.5 mm以內(nèi)）作為根際土壤樣品;同時(shí)在每個(gè)樣方內(nèi)采集與植株根系等深度的外圍土壤并進(jìn)行混合。根際土壤樣品與其外圍土壤樣品均放入4 ℃冰箱內(nèi)保存，用于土壤理化性質(zhì)、微生物功能多樣性分析[14]。將試驗(yàn)中用到的土壤分別命名為滴灌紅花根際土（DG）、滴灌紅花非根際土（DF）、大水漫灌紅花根際土（SG）、大水漫灌紅花非根際土（SF）。

2.2 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定

土壤含水率采用烘干法測(cè)定;電導(dǎo)率采用電導(dǎo)法測(cè)定;土壤中有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法;土壤全氮含量的測(cè)定采用半微量凱氏法;堿解氮含量的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;全磷含量的測(cè)定采用酸溶-鉬銻抗比色法;速效磷含量的測(cè)定采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法;全鉀含量的測(cè)定采用HF-HClO4消煮-火焰光度計(jì)法;速效鉀含量的測(cè)定采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法;土壤pH值測(cè)定時(shí)的水土體積比為2.5 ∶ 1.0[15]。

2.3 土壤中酶活性的測(cè)定

土壤蔗糖酶、纖維素酶活性的測(cè)定采用3，5-二硝基水楊酸比色法;脲酶活性的測(cè)定采用苯酚鈉比色法;過(guò)氧化氫酶活性的測(cè)定采用高錳酸鉀滴定容量法;堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定。

2.4 土壤微生物功能多樣性Biolog測(cè)定

本試驗(yàn)采用Biolog-ECO微平板檢測(cè)法（Biolog-ECO Plate TM）進(jìn)行土壤微生物活性和功能多樣性測(cè)定。每個(gè)Biolog-ECO板內(nèi)包含96個(gè)小孔，設(shè)3次重復(fù)，每組重復(fù)含1個(gè)對(duì)照和31種碳源[16]。

將Biolog-ECO平板（BIOLOG公司）從冰箱中取出，預(yù)熱至25 ℃，稱取相當(dāng)于10 g干質(zhì)量的鮮土，將其加入到裝有90 mL無(wú)菌NaCl溶液（質(zhì)量濃度為0.85%）的三角瓶中，封口后在170 r/min搖床上振蕩15 min，靜置10 min后，取上清，將土壤溶液按10倍梯度依次稀釋至10-3稀釋度，用8道移液器取150 μL土壤溶液稀釋液分別加入Biolog-ECO平板的微孔中。最后將接種好的微孔板置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)168 h，每隔12 h在Biolog-ECO Plate TM讀盤機(jī)上用Biolog Reader 4.2軟件讀取590 nm波長(zhǎng)下的吸光度（D590 nm）[17]。

2.5 數(shù)據(jù)分析

培養(yǎng)72 h的土壤微生物處于代謝旺盛期，因此將該培養(yǎng)條件下的數(shù)據(jù)用于土壤微生物碳源利用分析和主成分分析。

（1）Biolog-ECO平板上每個(gè)微孔的平均顏色變化率（AWCD）可用于表示微生物種群碳源代謝強(qiáng)度，是反映土壤微生物活性及功能多樣性的一個(gè)重要指標(biāo)[18]，計(jì)算公式如下：

式中：Ci表示Biolog-ECO平板上每個(gè)微孔在590 nm波長(zhǎng)下的光密度值;R表示空白微孔Ai的光密度值，其中Ci-R小于0.06的數(shù)值按0處理;31表示Biolog-ECO平板上碳源的種類數(shù)為31。

（2）微生物多樣性指數(shù)（H）采用Shannon-Wiener指數(shù)法計(jì)算，用于評(píng)估物種的豐富度，稱為香農(nóng)多樣性指數(shù)（H），計(jì)算公式[13]如下：

式中：pi為第i孔相對(duì)吸光度與整個(gè)平板相對(duì)吸光度總和的比率;pi=（Ci-Ri）/∑（Ci-Ri），Ri為對(duì)照孔的吸光度。

（3）微生物均勻度指數(shù)（E），計(jì)算公式如下：

式中：S為Biolog-ECO平板上有顏色變化的孔數(shù)。

（4）微生物優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D）用于評(píng)估某些最常見(jiàn)種的優(yōu)勢(shì)度，計(jì)算公式如下：

D=1-∑pi2。

（5）豐富度指數(shù)（S）：微生物群落利用碳源種類的數(shù)目，即Biolog-ECO平板上有顏色變化的孔數(shù)。

所有數(shù)據(jù)的計(jì)算與處理采用Microsoft Excel 2007軟件，差異顯著性分析采用SPSS 19.0軟件，畫圖采用Microsoft Excel 2007和Origin 8.5軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同灌溉方式下栽培紅花根區(qū)土壤理化性質(zhì)的比較

從表1可以看出，滴灌下紅花根際土的電導(dǎo)率、pH值比非根際土低349.34 μS/cm、0.16，根際土含水率及全氮、全鉀、全磷、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量均高于非根際土;大水漫灌紅花根際土pH值、電導(dǎo)率低于非根際土，含水率及全氮、全鉀、全磷、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量均高于非根際土。滴灌方式下的根際土土壤理化性質(zhì)指標(biāo)除

pH值和電導(dǎo)率外均大于大水漫灌方式。

3.2 不同灌溉方式下栽培紅花根區(qū)土壤中酶活性比較

從表2可以看出，滴灌、大水漫灌紅花根際土過(guò)氧化氫酶活性與非根際土沒(méi)有顯著性差異，但滴灌下的過(guò)氧化氫酶活性顯著高于大水漫灌。大水漫灌紅花根際土的脲酶活性與非根際土沒(méi)有顯著性差異，而滴灌紅花根際土的脲酶活性顯著大于非根際土。滴灌紅花根際土的堿性磷酸酶和纖維素酶活性顯著高于非根際土，大水漫灌也有類似的結(jié)果，且滴灌下的纖維素酶活性顯著高于大水灌溉。滴灌、大水漫灌紅花根際土蔗糖酶活性不存在顯著性差異，但2種灌溉方式下紅花根際土蔗糖酶活性均顯著高于非根際土，其中大水漫灌下紅花根際土的蔗糖酶活性約是非根際土的1.6倍。

3.3 不同灌溉方式下栽培紅花根區(qū)微生物的AWCD比較

AWCD是反映土壤微生物對(duì)總體碳源利用效率的指標(biāo)，在一定程度上能夠體現(xiàn)土壤微生物種群的數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征[19]。培養(yǎng)開(kāi)始后，每隔12 h測(cè)定1次AWCD，得到AWCD隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。由圖1可知，從接種到培養(yǎng)36 h，滴灌、大水漫灌紅花根際土、非根際土的AWCD均沒(méi)有明顯的變化，對(duì)碳源的利用能力整體隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng)。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，4種不同土壤樣品中的土壤微生物群落的AWCD均整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中滴灌紅花根際土微生物群落的AWCD升高得最快，其非根際土的AWCD次之，而大水漫灌紅花根際土和非根際土的土壤微生物群落AWCD變化趨勢(shì)相近，較滴灌方式緩慢，表明滴灌方式下紅花根區(qū)土壤微生物活性較大水灌溉方式下高。

3.4 不同灌溉方式下栽培紅花根區(qū)土壤微生物群落功能多樣性的比較

土壤微生物群落功能多樣性是表示土壤微生物群落狀態(tài)與功能的指標(biāo)，反映了土壤微生物的生態(tài)特征。香農(nóng)多樣性指數(shù)（H）、均勻度指數(shù)（E）、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D）和豐富度指數(shù)（S）等可以從不同的方面反映土壤微生物群落功能多樣性，均為應(yīng)用較為廣泛的群落多樣性指數(shù)。表3中列出了2種不同灌溉方式下紅花根際土、非根際土在培養(yǎng)72 h后所利用碳源的多樣性指數(shù)。

從表3可以看出，滴灌、大水漫灌紅花根際土的微生物香農(nóng)多樣性指數(shù)高于非根際土;滴灌條件下根際土的微生物香農(nóng)多樣性指數(shù)高于大水漫灌條件下。微生物均勻度指數(shù)表現(xiàn)為滴灌紅花非根際土（DF）>大水漫灌紅花根際土（SG）>大水漫灌紅花非根際土（SF）>滴灌紅花根際土（DG）。微生物豐富度指數(shù)均表現(xiàn)為滴灌紅花根際土（DG）>大水漫灌紅花根際土（SG）>滴灌紅花非根際土（DF）>大水漫灌紅花非根際土（SF）。2種灌溉方式下微生物優(yōu)勢(shì)度指數(shù)無(wú)明顯差異，但根際土的微生物優(yōu)勢(shì)度指數(shù)均低于非根際土。

4 結(jié)論與討論

土壤微生物群落在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，例如在地球化學(xué)循環(huán)及能量流動(dòng)、土壤肥力演變、土壤有機(jī)質(zhì)的代謝等方面都起著重要作用。根際是植物和微生物進(jìn)行物質(zhì)和能量交流的活躍土壤區(qū)域，植物根際及微生物組成了一個(gè)微生態(tài)系統(tǒng)，根際微生物可以影響土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化、植物根系對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化、植物根系對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，其多樣性是衡量土壤肥力和養(yǎng)分的一個(gè)重要指標(biāo)[20]。徐鴻斌等的研究結(jié)果顯示，紅花根際土壤微生物磷脂脂肪酶生物標(biāo)記組成豐富，且不同基因型的擬南芥之間根際微生物群落差異顯著[20]。彭振寶等的研究結(jié)果表明，根際土壤微生物對(duì)于農(nóng)藥甲拌磷的污染干擾能力強(qiáng)于非根際土壤[21]。研究根際土壤微生物種群結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)于了解農(nóng)作物生態(tài)系統(tǒng)的活動(dòng)性和穩(wěn)定性十分重要。

土壤微生物與紅花的生長(zhǎng)密切相關(guān)，目前人們對(duì)紅花的研究多集中在其藥理或栽培技術(shù)等方面，而對(duì)紅花微生物的研究相對(duì)較少。陸爽等對(duì)新疆栽培紅花不同生長(zhǎng)期的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微生物總數(shù)由大到小依次為伸長(zhǎng)期、種子成熟期、蓮座期、花期[22]。郭歡等研究了水肥處理對(duì)紅花根際化學(xué)計(jì)量特征的影響，結(jié)果顯示，施肥對(duì)土壤中主要營(yíng)養(yǎng)元素如C、N、P等的含量有提高作用，合理有效的水肥管理對(duì)土壤養(yǎng)分的提高有著顯著意義[4]。羅麗朦等以扁穗冰草為研究對(duì)象，分析比較其根鞘土壤和周圍環(huán)境土壤的理化性質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根鞘土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效鉀含量均高于周圍環(huán)境土壤[23]。

本研究結(jié)果表明，無(wú)論是在滴灌還是大水漫灌方式下，根際土的含水率高于非根際土，這有助于確保紅花生長(zhǎng)環(huán)境中土壤養(yǎng)分的有效性;根際土中有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、全磷、速效磷含量均高于非根際土，說(shuō)明根際土中植物生長(zhǎng)的必要養(yǎng)分含量高于非根際土，能夠更有效地發(fā)揮其保持土壤養(yǎng)分和肥力的功能，這一點(diǎn)與徐鴻斌等的研究結(jié)果[20]是一致的。而關(guān)于植物根際及土壤微生物組成的特殊微生態(tài)系統(tǒng)中復(fù)雜的關(guān)系，還需要進(jìn)一步研究。

Biolog技術(shù)通過(guò)測(cè)定微生物對(duì)不同碳源利用程度來(lái)表征其代謝活性及其功能多樣性，通過(guò)AWCD值來(lái)表示微生物群落對(duì)碳源的代謝能力，且AWCD值可作為土壤微生物活性的有效指標(biāo)。采用香農(nóng)多樣性指數(shù)及均勻度指數(shù)表示群落的豐富度，其值越大說(shuō)明群落多樣性越高。植物根系的代謝活動(dòng)能為微生物提供多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)條件，且對(duì)土壤微生物群落的生長(zhǎng)與代謝具有激活作用[16]。微生物群落多樣性指數(shù)可綜合性體現(xiàn)物種的均勻度和豐富度，多樣性指數(shù)的變化可以反映微生物群落功能多樣性的變化，然而選擇分析的多樣性指數(shù)不同，得出的試驗(yàn)結(jié)果也會(huì)有所差異。

本研究中，AWCD在培養(yǎng)的36 h內(nèi)無(wú)明顯變化，在0～36 h 微生物處于適應(yīng)期階段，在36 h之后，微生物逐漸進(jìn)入對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，并在72 h后基本進(jìn)入穩(wěn)定期，不同土壤樣品的AWCD隨時(shí)間的變化曲線基本呈近S型，這符合微生物利用基質(zhì)生長(zhǎng)的一般規(guī)律。在36～72 h范圍內(nèi)，AWCD呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說(shuō)明在培養(yǎng)的36～72 h內(nèi)微生物對(duì)碳源的利用能力強(qiáng)，代謝活性高。在不同的灌溉方式下，根際土的AWCD均整體高于非根際土，說(shuō)明根際土中較高的有機(jī)質(zhì)含量可以提高土壤微生物群落的代謝活性。微生物豐富度指數(shù)表現(xiàn)為滴灌紅花根際土>大水漫灌紅花根際土>滴灌紅花非根際土>大水漫灌紅花非根際土，表明植物根際土的微生物豐富度高于非根際土，說(shuō)明植物根際土微生物群落的多樣性較高[14]。

新疆是我國(guó)紅花的主產(chǎn)區(qū)之一，種植面積占全國(guó)的60%以上，產(chǎn)量已占全國(guó)總產(chǎn)量的80%。其干爽的氣候，豐富的光熱資源，較大的晝夜溫差，為紅花的生長(zhǎng)栽培提供了非常適宜的條件，紅花已成為新疆塔城地區(qū)、兵團(tuán)農(nóng)六師等地的支柱產(chǎn)業(yè)之一。然而，新疆的紅花栽培也不斷面臨著新的問(wèn)題，部分紅花品種在長(zhǎng)期的栽培過(guò)程中不斷退化，并且長(zhǎng)期的粗放栽培管理以及缺乏科學(xué)規(guī)劃的灌溉和施肥等，造成紅花生長(zhǎng)受到脅迫，降低了紅花藥材質(zhì)量。譚勇等對(duì)不同栽培方式下的紅花產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，滴灌栽培條件下紅花的產(chǎn)量較高[3]。

本研究比較2種灌溉方式下紅花根際土和非根際土的微生物群落多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不論是根際土還是非根際土，在滴灌下土壤全氮、全鉀、速效鉀、全磷、速效磷含量均高于大水漫灌灌溉方式，說(shuō)明滴灌下土壤中植物生長(zhǎng)的必要養(yǎng)分含量高于大水漫灌，可以更有效地發(fā)揮其保持土壤養(yǎng)分和肥力的功能。同時(shí)AWCD、豐富度指數(shù)在滴灌方式下均整體較大水灌溉高。表明滴灌下紅花的有機(jī)質(zhì)含量、根區(qū)土壤微生物功能多樣性大部分高于大水漫灌條件下，這與已有的研究結(jié)果[22]一致。

總之，根際是植物和微生物進(jìn)行物質(zhì)和能量交流的活躍土壤區(qū)域，根際微生物較非根際微生物更能影響土壤肥力、微生物功能多樣性。與大水漫灌相比，滴灌可以提高根際土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善微生物的生存環(huán)境，提高土壤微生物群落功能多樣性，進(jìn)而增強(qiáng)應(yīng)對(duì)外界環(huán)境影響的能力。

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