不同施肥處理對柳枝稷土壤理化性質(zhì)及細(xì)菌多樣性的影響

何海鋒，吳 娜，劉吉利，許 興

（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，寧夏 銀川 750021；3.寧夏大學(xué)西北退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750021）

我國是世界第一大化肥消費(fèi)國，化肥的大量施用在促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的同時(shí)，也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響，并威脅到我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。有研究表明，我國農(nóng)業(yè)資源消耗，包括化肥、農(nóng)藥等，其增長速率與農(nóng)業(yè)增產(chǎn)量并不成正比[1]。其中，化肥平均用量達(dá)460 kg·hm-2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了發(fā)達(dá)國家或地區(qū)的安全上限（225 kg·hm-2）[2]。近年來，在生產(chǎn)中出現(xiàn)了氮肥施用量過高、施用不合理等現(xiàn)象，造成肥料利用率低，作物產(chǎn)量不再增加，而土壤中氮?dú)埩袅匡@著增加，極易引起氮素流失，造成氮素浪費(fèi)[3]。不合理的施氮措施可導(dǎo)致氮肥利用效率低下、土壤板結(jié)、土壤性質(zhì)改變、氮素流失加快以及溫室氣體排放增加，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。此外，無機(jī)氮肥在為作物生長提供必需養(yǎng)分的同時(shí)，對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量也會產(chǎn)生重要影響[4-5]，土壤微生物作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組分，對促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)分解以及土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化具有關(guān)鍵作用，對維持土壤質(zhì)量的可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義[6]。

土地鹽漬化屬于土地荒漠化的一種，是土地退化中的最大難題。它能導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)下降，作物根系吸水困難，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量，甚至使其難以存活，迫使土地被棄耕，嚴(yán)重影響了可持續(xù)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，土壤鹽漬化和次生鹽堿在世界范圍內(nèi)廣泛存在。目前，我國鹽漬化土地面積約1.03×108hm2，約占全球鹽堿地面積的10%，占可利用土地面積的4.88%。同時(shí)，約有80%的鹽堿地尚未得到開發(fā)利用[7]。研究發(fā)現(xiàn)，柳枝稷（Panicum virgatum）能夠適應(yīng)粘壤土、砂壤土等多種土壤類型，具有投入和維護(hù)成本低、凈能源產(chǎn)出高的特點(diǎn)，一旦建植成功可持續(xù)利用至少15年以上。柳枝稷具有一定的耐鹽堿性，能在鹽漬化土壤上種植，其根系十分發(fā)達(dá)，能形成菌根，改善土壤養(yǎng)分狀況，提高土地生產(chǎn)力，對鹽堿地生態(tài)修復(fù)具有明顯作用[8]。

在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，微生物是土壤中最活躍的組成部分[9]。根際土壤－根際微生物組成的土壤微生態(tài)系統(tǒng)極其復(fù)雜，其中微生物在土壤微生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮著重要的作用，在氮素形態(tài)轉(zhuǎn)化中具有特定的功能[10]。土壤微生物的活性與土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)，其多樣性是維系土壤功能的重要因素[11]，現(xiàn)已成為土壤質(zhì)量管理和評價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)[12]。施氮通過影響土壤微生物種群比例和活性，影響土壤供應(yīng)有效氮的能力，從而影響作物的生長發(fā)育。土壤細(xì)菌作為土壤微生物的主要類群，可以敏感響應(yīng)土壤養(yǎng)分含量及土壤理化性質(zhì)的變化。目前，關(guān)于柳枝稷的研究大多集中在新品種選育、抗旱性評價(jià)及品質(zhì)評估方面，而關(guān)于施氮對柳枝稷土壤理化性質(zhì)及細(xì)菌多樣性及結(jié)構(gòu)的研究鮮有報(bào)道，優(yōu)化施氮對鹽堿條件下柳枝稷土壤微生物多樣性影響的研究更是空白。為此，本研究以寧夏半干旱區(qū)典型鹽堿地區(qū)建植3年的柳枝稷表層土壤為研究對象，提取了5個(gè)不同處理的土壤微生物總DNA，并擴(kuò)增細(xì)菌16S rDNA V3～V4區(qū)域，采用Illu-mina MiSeq高通量測序技術(shù)手段，探討不同土壤類型和施氮量對土壤細(xì)菌多樣性和物種組成的變化，闡述環(huán)境因子對土壤細(xì)菌多樣性結(jié)構(gòu)的影響，以期為科學(xué)施氮、提高半干旱區(qū)土壤理化性質(zhì)和維持土壤微生物多樣性等提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年在寧夏大學(xué)西大灘鹽堿地綜合改良試驗(yàn)站進(jìn)行，該試驗(yàn)站位于寧夏石嘴山市平羅縣前進(jìn)農(nóng)場（海拔1150 m，38°50′ N，106°24′ E）。試驗(yàn)地塊選擇中度鹽堿地，研究區(qū)域?qū)儆诘湫偷陌敫珊荡箨懶詺夂?，年均氣溫?.5℃，在-20.5～33.8℃之間，大于10℃的積溫為3350℃·d-1；年降水量為205 mm，年均蒸發(fā)量為1875 mm。試驗(yàn)地塊為典型的龜裂堿土，耕層土壤（0～20 cm）的有機(jī)質(zhì)及全鹽含量分別為8.47和3.78 g·kg-1，堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別為20.5、5.8和64.3 mg·kg-1，土壤堿化度為18.5%，pH值為8.93。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)選取的柳枝稷材料為品種Cave-in-Rock，其生態(tài)類型為高地型，染色體倍性為八倍體，原產(chǎn)地為伊利諾伊州（Southern Illinois）南部（38°N），種子由北京草業(yè)與環(huán)境發(fā)展研究中心提供。采用大田試驗(yàn)，進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置4個(gè)施氮水平，包括不施氮量（無人工施肥，N0）、施純氮 60 kg·hm-2（低氮，N60）、純氮 120 kg·hm-2（中氮，N120）和純氮240 kg·hm-2（高氮，N240），供試肥料為尿素。每個(gè)水平設(shè)3次重復(fù)，分小區(qū)種植，共計(jì)12個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)長8 m，寬5 m，小區(qū)面積為40 m2，種植行距為50 cm，株距為20 cm。所有柳枝稷采用育苗移栽方式種植，于2016年3月底在溫室內(nèi)育苗，待幼苗長到5葉期，挑選出長勢一致、生長健壯的植株幼苗進(jìn)行移栽。建植當(dāng)年每公頃施60 kg N、50 kg P2O5和50 kg K2O，第2年不施肥，從第3年起，開始實(shí)施不同施氮措施，同時(shí)按照當(dāng)?shù)睾底魑镞M(jìn)行灌溉管理。

1.3 土壤樣品采集

于2019年8月1日（柳枝稷開花期）取柳枝稷根際土樣，每小區(qū)隨機(jī)選3點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)先去掉表層土壤，再從0～20 cm土層取柳枝稷根際土樣，每點(diǎn)采集3份土樣均勻混合成1個(gè)樣品。將所采集的土樣分為2份，1份保存于滅菌的采樣器中，于低溫條件下帶回實(shí)驗(yàn)室，保存于80℃冰箱中用于提取DNA，供土壤細(xì)菌多樣性及結(jié)構(gòu)分析；另1份保存于普通塑封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，根據(jù)試驗(yàn)需要分別過0.25、0.149 mm篩用于土壤理化性質(zhì)的測定。

1.4 研究方法

1.4.1 土壤理化性質(zhì)測定

土壤pH值采用1∶5土水比，在振蕩箱振蕩30 min后直接用pH計(jì)測量，全鹽采用1∶5土水比，通過電導(dǎo)率計(jì)算求得。有效磷和速效鉀分別采用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉浸提法和醋酸銨浸提，火焰光度法測定。有機(jī)質(zhì)通過重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定。全氮通過半微量凱氏定氮法測定，全磷采用鉬銻抗比色法測定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測定。各項(xiàng)指標(biāo)的具體測定方法參考《土壤農(nóng)化分析》（第3版）[13]。

1.4.2 土壤DNA提取和PCR擴(kuò)增

采用OMEGA公司生產(chǎn)的E.Z.N.ATMMag-Bind Soil DNA Kit試劑盒分別對柳枝稷根際土和非根際土（新鮮土樣0.20 g）進(jìn)行DNA提取。采用PCR反應(yīng)體系對16S rRNA基因的V3～V4區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)增，引物為515F和806R。同時(shí)，為區(qū)分不同樣品，在515F前端加入不同barcode序列。PCR反應(yīng)體系為：2×Taq Master Mix（15μL）、10μmol·L-1Bar-PCR primer F（1μL）、10μmol·L-1primer R（1μL）、Genomic DNA（10 ng） 和H2O（30μL）。PCR擴(kuò)增的反應(yīng)條件為：98℃ 30 s；27個(gè)循環(huán)（98℃ 30 s，50℃ 30 s，72℃ 30 s）；72℃ 5 min，擴(kuò)增后DNA經(jīng)純化和混勻后上機(jī)測定（Illumina MiSeq 2500，USA），高通量測序由生工生物工程（上海）股份有限公司完成。

1.5 數(shù)據(jù)分析及處理

采用SPSS 23.0對土壤理化數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用R語言分析微生物多樣性數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行環(huán)境因子對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮對土壤理化性質(zhì)的影響

由表1可知，不同施氮處理下土壤理化性質(zhì)發(fā)生了較大改變，且柳枝稷種植能在一定程度上改良鹽堿土壤，降低土壤pH值和全鹽含量。與CK相比，N0、N60、N120和N240處理的土壤pH值和全鹽含量均顯著降低（P＜0.05），分別比CK降低3.32%、4.57%、10.18%、11.53%和43.27%、53.37%、70.19%、73.32%。施氮處理的土壤有效磷含量顯著高于CK（P＜0.05），分別比CK提高41.38%、51.15%、54.97%和56.68%。施氮可以顯著降低柳枝稷土壤速效鉀含量（P＜0.05），分別比CK降低19.94%、21.11%、22.23%和23.66%。柳枝稷土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量隨著施氮量的增加沒有顯著性差異（P＞0.05）。柳枝稷土壤全氮和全磷含量隨著施氮量的增加較CK均顯著提高（P＜0.05），N60、N120和N240處理下，土壤全氮分別比CK提高23.40%、27.66%和31.91%。N0、N60、N120和N240處理下，土壤全磷分別比CK提高10.34%、13.79%、17.24%、18.97%，但N60和N120及N120和N240處理之間土壤全磷含量均沒有顯著性差異（P＞0.05）。

表1 不同施氮水平下土壤理化性質(zhì)

2.2 施氮對土壤細(xì)菌多樣性組成的影響

不同處理土壤細(xì)菌種類OTU數(shù)量關(guān)系韋恩圖如圖1所示，5個(gè)處理共產(chǎn)生18924個(gè)OTU，共同包含的OTU個(gè)數(shù)為2459，占總OTU數(shù)量的12.99%。其中，CK共得到8696個(gè)OTU，N0共得到9210個(gè)OTU，N60共 得 到9403個(gè)OTU，N120共得到8450個(gè)OTU，N240共得到8239個(gè)OTU。CK中特有的OTU為2199個(gè)，占總OTU數(shù)量的11.62%；N0中特有的OTU為1514個(gè)，占總OTU數(shù)量的8.00%；N60中特有的OTU為1557個(gè)，占總OTU數(shù)量的8.23%；N120中特有的OTU為1179個(gè)，占總OTU數(shù)量的6.23%；N240中特有的OTU為1278個(gè)，占總OTU數(shù)量的6.75%。表明5個(gè)處理土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)差異較大。分別將4組施氮處理與CK比較發(fā)現(xiàn)，N60和CK共有的OTU最多，為4596個(gè)，N0和CK共有的OTU為4589個(gè)，N120和CK共有的OTU為3885個(gè)，N240和CK共有的OTU最少，為3859個(gè)。

圖1 不同施氮處理下土壤細(xì)菌多樣性Venn和Genus水平群落結(jié)構(gòu)分布熱圖

2.3 施氮對土壤細(xì)菌相對豐度的影響

如圖2所示，土壤細(xì)菌多樣性在屬水平上的組成基本相同，但平均相對豐度所占比例略有差異。土壤細(xì)菌多樣性在門水平上相對豐度排名位列前5的為：變形菌門（Proteobacteria，45.79%）、放線菌門（Actinobacteria，19.24%）、酸桿菌門（Acidobacteria，10.71%）、擬 桿 菌 門（Bacteroidetes，10.11%）和 浮 霉 菌 門（Planctomyoetes，5.45%）。同時(shí)，土壤細(xì)菌多樣性在屬水平上的組成也基本相同，但平均相對豐度所占比例也略有一定差異。土壤細(xì)菌多樣性相對豐度排名位列前10的為：鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas，9.26%）、Gp6（8.40%）、芽 單 胞 菌 屬（Gemmatimonas，8.19%）、Ohtaekwangia（7.44%）、節(jié)細(xì)菌屬（Arthrobacter，6.24%）、Subdivision3 genera incertae sedis（5.97%）、假單胞菌屬（Pseudomonas，5.25%）、Sphingobium（4.97%）、Geminicoccus（3.72%）和Aridibacter（3.54%），占總類群的62.98%。此外，還有25.59%的土壤細(xì)菌類群未被分類。說明在4種施氮處理的土壤樣品中，未分類的土壤細(xì)菌成了第一大類群。隨著分類的細(xì)化，相關(guān)數(shù)據(jù)庫中可用信息量越來越少，同時(shí)也說明土壤中含有一定數(shù)量的潛在土壤細(xì)菌類群。

圖2 不同施氮處理下土壤細(xì)菌在門和屬水平的相對豐度

2.4 施氮對土壤樣品細(xì)菌多樣性相似性聚類樹的影響

如圖3所示，5個(gè)不同處理的土壤可分為3大類，其中N0和N60、N120和N240處理的土壤細(xì)菌多樣性組成分別趨于一類，在聚類關(guān)系上趨同性較強(qiáng)，CK處理單獨(dú)為一類。表明施氮處理下柳枝稷土壤細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)與施氮量并沒有明顯差異，親緣關(guān)系較近，與是否種植作物關(guān)系密切，說明鹽堿地種植柳枝稷能在一定程度上改變土壤細(xì)菌多樣性結(jié)構(gòu)。

圖3 不同施氮處理下的土壤細(xì)菌多樣性相似性聚類樹

2.5 施氮對土壤細(xì)菌α多樣性指數(shù)的影響

從表2可以看出，不施氮處理下文庫覆蓋率均在97%以上，能夠較為全面地反映不同耕作措施下土壤細(xì)菌多樣性的種類和結(jié)構(gòu)。綜合豐富度指數(shù)Chao1和ACE以及多樣性指數(shù)Shannon和Simpson，5個(gè)不同施氮處理土壤細(xì)菌多樣性由高到低排序?yàn)椋篊K＞N60＞N240＞N0＞N120。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，5個(gè)處理下Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)、Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)及覆蓋率之間沒有顯著性差異（P＞0.05）。與對照相比，施氮處理對細(xì)菌多樣性和豐富度均未有顯著改變（P＞0.05）。

表2 不同施氮水平下土壤細(xì)菌α多樣性指數(shù)

2.6 土壤細(xì)菌多樣性與環(huán)境因子相關(guān)性分析

由表3可知，土壤的pH值及全鹽、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和堿解氮含量是影響土壤細(xì)菌多樣性最主要的因子。其中，土壤pH值及全鹽、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和堿解氮含量均與Pseudomonas屬細(xì)菌呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）；而除土壤pH值外，其余環(huán)境因子均與Aridibacter細(xì)菌呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），甚至土壤全鹽、有效磷、速效鉀、全氮和全磷含量與Aridibacter呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）；有效磷含量與Arthrobacter和Subdivision3 genera incertae sedis呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）；各環(huán)境因子與其余優(yōu)勢細(xì)菌之間沒有顯著的相關(guān)關(guān)系（P＞0.05）。

表3 土壤細(xì)菌多樣性與環(huán)境因子相關(guān)系數(shù)矩陣

3 討論

3.1 施肥對柳枝稷土壤養(yǎng)分含量的影響

土壤養(yǎng)分是表征土壤理化性質(zhì)的重要指標(biāo)，與土壤質(zhì)量密切相關(guān)[14]。增施氮肥改變了土壤中養(yǎng)分含量，顯著增加了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮及全磷等養(yǎng)分含量[14-15]。符鮮等[16]和張學(xué)林等[17]研究發(fā)現(xiàn)，不同施氮水平對土壤氮庫、速效養(yǎng)分等影響顯著，且隨著施氮量增加，土壤不同形態(tài)有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀含量增加，作物根際和非根際土壤全氮和堿解氮含量顯著增加。陳松鶴等[18]研究結(jié)果表明，不同施氮水平對土壤養(yǎng)分含量的影響有所不同，且隨著施氮量增加，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮等養(yǎng)分含量均增加，提高了表層土壤理化性質(zhì)。本研究結(jié)果表明，隨著施氮水平的提高，柳枝稷0～20 cm土層土壤的理化性質(zhì)發(fā)生了改變，土壤pH值和全鹽含量顯著降低，可能原因是施氮促進(jìn)了柳枝稷的營養(yǎng)生長，有效地降低了土壤容重，提高了土壤孔隙度，改善了土壤結(jié)構(gòu)，增加了土壤通透性，改變了土壤的物理性狀。同時(shí)本研究還發(fā)現(xiàn)，土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮和有效磷等養(yǎng)分含量相對于CK均有不同程度的提高，這一結(jié)論與楊培培等[19]和張貴云等[20]研究結(jié)果一致，說明施氮在一定水平能夠提高土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)作物生長。究其原因，施用氮肥增加了土壤氮素積累，根茬殘?bào)w、根系分泌物及凋落物歸還量相應(yīng)增加，促進(jìn)了腐生菌增殖，土壤養(yǎng)分含量相應(yīng)增加。然而，土壤速效鉀含量隨著施氮量的增加反而降低，這與劉國麗等[21]和周麗等[22]的研究結(jié)果不一致，可能原因是，該鹽堿地塊速效鉀含量本來就很低，而柳枝稷對速效鉀的需求量又比較高，所以導(dǎo)致土壤速效鉀含量降低。

3.2 施肥對柳枝稷土壤細(xì)菌多樣性的影響

生物多樣性指數(shù)用于描述生物類型數(shù)和均勻度，它可反映生物群落中物種的豐富度及其各類型的分布比[23]。本研究結(jié)果表明，施氮量在一定程度上提高了土壤細(xì)菌的豐富度，提高了土壤細(xì)菌的多樣性，但這5個(gè)處理的Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)、Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)及覆蓋率之間均沒有顯著性差異，而且隨著施氮量的提高，細(xì)菌α多樣性偶爾降低。一方面是因?yàn)榧?xì)菌多樣性由物種豐富度和均勻度共同決定，細(xì)菌多樣性結(jié)果會因豐富度和均勻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環(huán)境，這可能有益于個(gè)別細(xì)菌類群的生長，從而引起細(xì)菌多樣性個(gè)體大小或數(shù)量的差異，群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化且均勻度降低，進(jìn)而導(dǎo)致多樣性指數(shù)減小，細(xì)菌多樣性降低[25-27]。樣本聚類樹結(jié)果表明，5個(gè)不同施氮量處理可聚為3大類，其中N0和N60處理的土壤細(xì)菌多樣性組成趨于一類；N120和N240處理的土壤細(xì)菌多樣性組成趨于一類，在聚類關(guān)系上趨同性較強(qiáng)；CK處理單獨(dú)為一類，而且N0和N60與N120和N240處理之間加權(quán)歐式距離相近，說明施氮量對柳枝稷土壤細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)沒有明顯影響，土壤細(xì)菌多樣性結(jié)構(gòu)親緣關(guān)系較近。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，施氮量雖然改變了土壤的理化性質(zhì)，但是短期施用氮肥不會顯著改變細(xì)菌的多樣性。這與聶江文等[28]的研究結(jié)果不一致。可能是由于土壤施氮會鈍化柳枝稷土壤細(xì)菌對環(huán)境因子的激發(fā)效應(yīng)，且細(xì)菌多樣性和土壤環(huán)境之間融合過程較長。因此，不能滿足各類細(xì)菌生長繁殖，導(dǎo)致細(xì)菌多樣性變化不明顯。

3.3 細(xì)菌多樣性與土壤養(yǎng)分含量之間的關(guān)系

研究表明，土壤微生物類群中以細(xì)菌居多，通常能占到70%～90%，其種類繁多、功能多樣，具有最為豐富的遺傳多樣性[29-30]。細(xì)菌多樣性是多個(gè)土壤環(huán)境因子共同作用的結(jié)果。其中pH值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量等對于研究區(qū)土壤細(xì)菌多樣性起著重要作用[31]。不同施氮水平對土壤細(xì)菌多樣性結(jié)構(gòu)、種類、數(shù)量存在一定的影響，采用高通量測序技術(shù)對土壤原核微生物16S rRNA基因的V4高變區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增測序分析。本試驗(yàn)結(jié)果表明，5種處理在97%的相似度水平上，共產(chǎn)生18924種屬分類水平的細(xì)菌多樣性（OTUs），此外，通過測序還發(fā)現(xiàn)了許多未被分類的細(xì)菌多樣性，需通過深度測序或利用其他先進(jìn)手段對微生物進(jìn)行更細(xì)致的分類研究。在門分類水平上，土壤主要優(yōu)勢菌群為變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和酸桿菌門（Acidobacteria），其中變形菌門的豐度最高。這與Roesch等[32]對土壤微生物的研究結(jié)果相一致，可能是因?yàn)樽冃尉T是細(xì)菌中最大的門類，且該試驗(yàn)基地土壤呈堿性，而變形菌門則是堿性土壤中的主要優(yōu)勢菌群。有研究報(bào)道曾指出，變形菌門中的許多類群具有固氮作用，并能適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境，環(huán)境條件的變化對其分布和相對豐度影響不大[33]，本試驗(yàn)中變形菌門、放線菌門和酸桿菌門在5個(gè)處理土壤間差異并不顯著，這一結(jié)論與上述觀點(diǎn)相符合[34]。優(yōu)勢細(xì)菌菌群與環(huán)境因子的相關(guān)性結(jié)果表明，在屬水平下，土壤全鹽、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和堿解氮含量均與假單胞菌屬（Pseudomonas）和阿里迪桿菌屬（Aridibacter）存在顯著相關(guān)關(guān)系，說明這些環(huán)境因子是影響細(xì)菌多樣性結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因子，這與王伏偉等[35]研究結(jié)果相似。

4 結(jié)論與展望

寧夏銀北鹽堿地區(qū)施氮處理提高了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、有效磷含量，降低了土壤全鹽含量和pH值，改變了土壤理化性狀，在一定程度上提高了土壤理化性質(zhì)。其中，pH值及全鹽、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、有效磷、速效鉀含量是影響土壤原核微生物群落遺傳多樣性的重要理化因子。本研究結(jié)果表明：不同施氮水平下，0～20 cm土層土壤中主要優(yōu)勢菌群為變形菌門、放線菌門和酸桿菌門，均未出現(xiàn)獨(dú)有種群。與CK相比，不同施氮處理雖在一定程度上不會改變土壤細(xì)菌多樣性的組成和種類，但會影響其相對分布。5個(gè)處理土壤樣品的16S rRNA高通量測序獲取了大量序列，在一定程度上為后續(xù)研究提供了一定的理論支撐。另外，有關(guān)施氮處理對土壤細(xì)菌多樣性的影響還需結(jié)合多學(xué)科、多方法進(jìn)行綜合評價(jià)，以便獲得更有效和全面的研究結(jié)論。在后續(xù)研究中，將增設(shè)不同年份的取樣試材，以便能夠更完整地反映出施氮處理對土壤微環(huán)境的影響。因此，施氮處理是一種較優(yōu)的提高土壤理化性質(zhì)及土壤微生物群落多樣性的處理方式，對該地區(qū)推廣提供了一定的理論基礎(chǔ)。