綠肥混播下不同施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量、土壤碳氮和微生物群落的影響

胡啟良，楊濱娟，劉寧，黃國(guó)勤

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)科學(xué)研究中心，南昌 330045

我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年大約使用0.3 億t 氮肥，約占全球農(nóng)業(yè)氮肥使用量的30%[1］。有研究表明，我國(guó)的氮肥利用率僅有30%[2］，遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。過(guò)量施用氮肥，不僅導(dǎo)致大量氮素盈余和地下硝酸鹽污染[3］，破壞了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，而且會(huì)降低作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[4］，目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是在水稻生產(chǎn)中普遍存在過(guò)量施用氮肥和氮肥利用率偏低的狀況，嚴(yán)重影響了稻田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性[5］，不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何提高氮肥利用效率，緩解稻田農(nóng)業(yè)環(huán)境壓力，維持土壤健康，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)研究的重要方向。

綠肥作為有機(jī)物還田為土壤增加豐富的養(yǎng)分、促進(jìn)土壤中難溶性養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、改善土壤理化性狀、增加土壤微生物活動(dòng)以及有利于水土保持[6］。紫云英與油菜混播，充分利用光、溫、水資源和生態(tài)位差，較單播綠肥養(yǎng)分供給、提高水稻產(chǎn)量和培肥土壤效果更好。黃建余等[7］研究表明，紫云英與油菜混播的鮮草還田總量較紫云英單播處理高出了7 395~9 795 kg/hm2。張秋麗等[8］研究表明，紫云英與油菜以合適的比例混播可顯著提升后茬水稻產(chǎn)量。綠肥間作能顯著提高土壤養(yǎng)分利用效率和土壤微生物量，影響微生物活性和群落結(jié)構(gòu)[9-10］。有研究表明在保證水稻穩(wěn)產(chǎn)的前提下，紫云英能夠代替20%~40%的化肥[7］。夏文建等[11］研究表明，綠肥還田能夠有效增加表層土壤的有機(jī)碳和可溶性有機(jī)碳的含量，有研究表明，綠肥還田能增加土壤總有機(jī)碳、輕組有機(jī)碳和可溶性有機(jī)碳的含量[12-13］，張迪等[14］研究結(jié)果表明，增施有機(jī)肥可以顯著增加水稻土可溶性有機(jī)碳、微生物量碳以及易氧化有機(jī)碳含量；肖小平等[15］研究表明稻草還田下短期內(nèi)的減氮不會(huì)顯著降低土壤的全氮含量，但會(huì)顯著降低土壤的堿解氮含量。土壤C/N 變化會(huì)影響土壤微生物量和有機(jī)肥中的元素固定與釋放，進(jìn)而影響土壤肥力和土壤碳氮循環(huán)[16-17］。佀國(guó)涵等[18］研究表明，長(zhǎng)期種植綠肥能夠提高農(nóng)田土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌的豐度以及土壤微生物量碳的含量。不同的施肥措施不僅影響著土壤的理化性質(zhì)，也影響著微生物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的養(yǎng)分、水分、空氣、酸堿度、滲透壓和溫度等；綠肥翻壓還田與減施氮肥改變能夠改變土壤“碳”源和“氮”源[20］，從影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。

目前關(guān)于綠肥還田與減施氮肥的研究，大多關(guān)注后茬作物產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分，而關(guān)于土壤碳氮和微生物群落結(jié)構(gòu)的研究較少。本研究探討在綠肥混播還田下，減施氮肥對(duì)土壤活性有機(jī)碳組分和氮組分的影響及微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)的變化，旨在為提升稻田產(chǎn)量、土壤肥力和維持生態(tài)系統(tǒng)平衡提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020 年9 月?2021 年11 月，在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技園水稻試驗(yàn)田（28°46′N，115°55′E）進(jìn)行。試驗(yàn)地屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，年均太陽(yáng)總輻射量為4.79×1013J/hm2，年均日照時(shí)數(shù)為1 852 h，年均日溫≥0 ℃的有效積溫達(dá)6 450 ℃，年降水量1 665.7 mm，年平均氣溫17.1~17.8 ℃。供試驗(yàn)土壤為發(fā)育于第四紀(jì)的紅黏土，為亞熱帶典型紅壤分布區(qū)。試驗(yàn)開始時(shí)有機(jī)質(zhì)含量（34.93±0.41）g/kg，全氮含量（2.00±0.02）g/kg，有效磷含量（15.58±1.41）mg/kg，速效鉀含量（41.73±1.08）mg/kg，pH值4.98±0.02。

1.2 供試材料

供試作物與品種：紫云英（余江大葉籽）、油菜（中油5號(hào)）、早稻（中嘉早17）、晚稻（天優(yōu)華占）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在冬季種植紫云英18.75 kg/hm2+油菜3.75 kg/hm2的條件下，設(shè)置0、150、120、90和60 kg/hm25 個(gè)施氮水平（CK、MRN、MRN1、MRN2、MRN3）共5 個(gè)處理，3個(gè)重復(fù)，15個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為16.5 m2（5.5 m×3 m），小區(qū)間用高30 cm 的水泥埂隔開，試驗(yàn)前各小區(qū)土壤肥力均勻一致，每小區(qū)施肥量見表1，兩邊設(shè)有保護(hù)行，保護(hù)行寬度為30 cm。

表1 紫云英油菜混播與減氮試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design of mixed sowing of Chinese milk vetch and rapeseed and reduced application of nitrogen fertilizer kg/hm2

紫云英于2020年9月29日撒播，不施肥；油菜于2020 年11 月11 日撒播，不施肥。早稻于2021 年3 月25 日播種，5 月3 日移栽，7 月21 日收獲；晚稻于6 月27日播種，7月28日移栽，10月24日收獲?；史N類及其用量參照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥：氮肥（N）150 kg/hm2，鉀肥（K2O）120 kg/hm2，磷肥（P2O5）90 kg/hm2。氮肥（N 46%）按基肥∶分蘗肥∶穗肥=3∶4∶3，鉀肥（K2O 60%）按分蘗肥∶穗肥=7∶3 施入，鈣鎂磷肥（P2O512%）全部做基肥施入。

1.4 樣品采集與測(cè)定

1）水稻測(cè)產(chǎn)及考種。于早晚稻成熟期，各小區(qū)普查20 蔸作為有效穗計(jì)算的依據(jù)，用平均法在各小區(qū)隨機(jī)選取有代表性的水稻植株5蔸，風(fēng)干后作為考種材料。用清水漂洗，去空秕粒晾干后，用1/100 分析天平測(cè)千粒重（干質(zhì)量）；每小區(qū)單打?qū)嵤兆鳛閷?shí)際產(chǎn)量。水稻考種項(xiàng)目包括有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、每穗粒數(shù)、千粒重。

2）土壤活性有機(jī)碳測(cè)定。于晚稻收獲后，每小區(qū)按5 點(diǎn)法取土樣，取0~15 cm 的耕作層土壤，混合均勻，一部分土壤自然風(fēng)干，除去雜質(zhì)過(guò)篩，存放于4 ℃冰箱用于活性有機(jī)碳的測(cè)定。土壤總有機(jī)碳測(cè)定采用重鉻酸鉀外加熱法；活性有機(jī)碳采用333 mmol/L 高錳酸鉀氧化法測(cè)定；可溶性有機(jī)碳采用水提取、過(guò)濾方法測(cè)定；微生物量碳采用氯仿熏蒸K2SO4浸提法測(cè)定；易氧化有機(jī)碳采用333 mmol/L高錳酸鉀氧化-比色法測(cè)定。

3）土壤微生物測(cè)定。于晚稻收獲后，在每小區(qū)進(jìn)行隨機(jī)5點(diǎn)取作物根際土樣，混勻后立即用液氮冷凍并有?80 ℃冰箱保存，委托美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進(jìn)行高通量測(cè)序。首先采用美國(guó)QIAGEN公司的DNeasy?PowerSoil?Pro Kit 試劑盒提取土壤樣品中的微生物DNA，然后用超微量分光光度計(jì)測(cè)定DNA 濃度和純度，采用1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA 完整性。使用引物338F：ACTCCTAC?GGGAGGCAGCAG 和 引 物806R：GGACTACH?VGGGTWTCTAAT 對(duì)微 生 物 的16S rRNA 進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。使用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)產(chǎn)物。對(duì)PCR產(chǎn)物鑒定、純化及定量，構(gòu)建Miseq文庫(kù)，最后利用Illumina公司的Miseq PE300平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序。

1.5 數(shù)據(jù)處理

Miseq 測(cè)序得到的PE reads 首先根據(jù)overlap 關(guān)系進(jìn)行拼接，同時(shí)對(duì)序列質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)控和過(guò)濾，區(qū)分樣本后根據(jù)97%的相似度對(duì)序列進(jìn)行OTU 聚類分析和物種分類學(xué)分析；基于OTU 聚類分析結(jié)果，計(jì)算真菌、細(xì)菌群落豐度指數(shù)、均勻度指數(shù)、多樣性指數(shù)、覆蓋度指數(shù)，利用美吉云平臺(tái)對(duì)微生物群落進(jìn)行Alpha 多樣性分析、物種組成分析、樣本比較和環(huán)境因子關(guān)聯(lián)分析。

采用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；用SPSS 25.0 系統(tǒng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析，采用單因素（one-way ANOVA）和Duncan’s 法進(jìn)行方差分析和多重比較，用Origin 8.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 減氮對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

如表2所示，紫云英與油菜混播下不同減氮水平對(duì)水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素有一定影響。各處理的實(shí)際產(chǎn)量均與不施肥處理（CK）差異顯著（P<0.05），與對(duì)照相比，早稻增產(chǎn)24.42%~39.23%，晚稻增產(chǎn)19.34%~31.59%，早稻和晚稻均是處理MRN1 增產(chǎn)效果最好，且晚稻除MRN2 外，與其他處理間均差異顯著（P<0.05）。另外，從各產(chǎn)量構(gòu)成要素來(lái)看，早晚稻減氮均以處理MRN1 有效穗數(shù)最多，早稻處理MRN、MRN1、MRN2 的有效穗數(shù)顯著高出CK 8.41%~23.93%（P<0.05），晚稻各處理均顯著高于CK（P<0.05），高出16.91%~27.73%。從千粒重來(lái)看，早稻處理MRN3 顯著高于CK（P<0.05），高出5.00%；晚稻時(shí)期各處理均顯著高出CK 1.62%~2.54%（P<0.05）。但早晚稻各處理的每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均差異不顯著（P>0.05）。整體上，與常規(guī)施氮處理相比，減氮20%處理不會(huì)降低水稻產(chǎn)量反而會(huì)增產(chǎn)。

表2 不同施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量和構(gòu)成要素的影響Table 2 Effects of different nitrogen application rates on rice yield and components

2.2 減氮對(duì)土壤活性有機(jī)碳及組分的影響

在紫云英與油菜混播還田的條件下，不同減氮量對(duì)晚稻成熟期土壤活性有機(jī)碳組分的影響如表3所示。處理MRN1 的土壤有機(jī)碳含量最高，高出處理CK 17.53%。處理MRN2 的微生物量碳含量最高，高出CK 16.05%。處理MRN1 的活性有機(jī)碳含量最高，高出處理CK 8.53%。土壤可溶性有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳含量均是CK 最高，且呈現(xiàn)出隨施氮減少而增加的規(guī)律。

表3 不同施氮量下土壤活性有機(jī)碳及組分含量Table 3 Soil active organic carbon and its components under different nitrogen application rates

2.3 減氮對(duì)土壤氮素的影響

在紫云英與油菜混播還田的條件下，不同施氮量對(duì)晚稻成熟期土壤氮組分的影響如表4 所示。各施氮肥處理的全氮含量均顯著高于CK，高出13.75%~22.31%。處理MRN 和處理MRN1 的硝態(tài)氮含量顯著高于處理CK，高出了22.07%~22.84%。處理MRN1 的銨態(tài)氮含量顯著高于CK，高出19.05%。處理MRN 和處理MRN1 的堿解氮含量顯著高于處理CK，高出11.20%~11.39%。土壤硝態(tài)氮和堿解氮含量隨施氮量的減少而降低。

表4 不同施氮量下土壤氮組分含量Table 4 Soil active nitrogen components under different nitrogen application rates

2.4 土壤碳氮相關(guān)性分析

不同施氮水平下土壤碳庫(kù)和氮庫(kù)的相關(guān)性如表5 所示。各項(xiàng)碳庫(kù)指標(biāo)間，土壤可溶性有機(jī)碳、活性有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳三者互相呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。各土壤氮庫(kù)指標(biāo)間，土壤全氮、堿解氮、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮四者互相呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。有機(jī)碳含量與其余碳指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)（P>0.05），與堿解氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。微生物量碳與其余碳指標(biāo)呈正相關(guān)，與全氮、堿解氮、硝態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），與銨態(tài)氮也是負(fù)相關(guān)。微生物量氮與活性有機(jī)碳指標(biāo)呈正相關(guān)（P>0.05），但與有機(jī)碳呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）；與堿解氮、銨態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。

表5 不同施氮量下土壤碳和氮的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of soil carbon and nitrogen under different nitrogen application rates

2.5 土壤樣品的注釋評(píng)估

從微生物群落的Pan/Core OTU 分析曲線（圖1）可以看出，每個(gè)處理土壤微生物的Pan Core OTU 數(shù)由2 個(gè)樣本增加到3 個(gè)樣本時(shí)，曲線接近平緩，繼續(xù)增加處理重復(fù)數(shù)量，微生物的Pan Core OTU 數(shù)不會(huì)有大的變化。細(xì)菌群落Pan OTU 數(shù)的表現(xiàn)順序?yàn)镸RN1>CK>MRN2>MRN3>MRN，細(xì)菌群落Core OTU 數(shù)的表現(xiàn)順序?yàn)镸RN2>CK>MRN3>MRN1>MRN。

圖1 不同施氮量下土壤細(xì)菌群落Pan/Core OTU 分析Fig.1 Pan/Core OTU analysis of soil bacterial community under different nitrogen application rates

通過(guò)高通量測(cè)序共獲得優(yōu)化序列843 800 條，351 572 912 bases，平均長(zhǎng)度416 bp。物種注釋共獲得門水平物種59 個(gè)，屬水平物種947 個(gè)，OTU 水平7 622 個(gè)。在晚稻成熟期的土壤樣品中，處理MRN含OTUs 5 693 個(gè)，其中特有的OTUs 111 個(gè)；處理MRN 含OTUs 5 693 個(gè)，其中特有的OTUs 111 個(gè)；處理MRN1 含OTUs 6 183 個(gè)，其中特有的OTUs 173 個(gè)；處理MRN2 含OTUs 5 945 個(gè)，其中特有的OTUs 67 個(gè)；處理MRN3 含OTUs 5 844 個(gè)，其中特有的OTUs 36個(gè)；處理CK含OTUs 6 006個(gè)，其中特有的OTUs 69 個(gè)（圖2）。處理MRN1 的總OTUs 數(shù)和獨(dú)有OTUs數(shù)都是最高的。

圖2 不同施氮量下土壤細(xì)菌群落OTUs分布的Venn圖Fig.2 Venn diagram of OTUs distribution of soil bacterial community under different nitrogen application rates

2.6 減氮對(duì)土壤微生物群落多樣性的影響

不同施氮處理土壤細(xì)菌群落Alpha 多樣性指數(shù)分析（表6）結(jié)果顯示，處理MRN 的Simpson even 指數(shù)顯著高于CK，高出28.57%，減施氮肥降低了細(xì)菌群落的均勻度指數(shù)。處理MRN2 的Sobs 指數(shù)最高，處理MRN 最低，適當(dāng)減施可增加細(xì)菌群落豐富度。除處理MRN2 外，細(xì)菌多樣性指數(shù)隨施氮量的減少而降低。

表6 不同施氮量下細(xì)菌群落多樣性指數(shù)Table 6 Diversity index of microbial community under different nitrogen application rates

2.7 土壤微生物物種組成分析

紫云英、油菜混播下不同施氮量處理土壤微生物群落在門水平的優(yōu)勢(shì)物種豐度如圖3 所示。排名前5的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌是綠彎菌門、變形菌門、酸桿菌門、放線菌門、厚壁菌門，其中綠彎菌門（Chloroflexi）在所研究的門類中占17.56%~18.92%，變形菌門（Pro?teobacteria）在所研究的門類中占14.33%~17.92%，酸桿菌門（Acidobacteriota）在所研究的門類中占14.29%~17.43%，放線菌門（Actinobacteriota）在所研究的門類中占9.31%~12.61%，厚壁菌門（Fir?micutes）在所研究的門類中占5.38%~7.70%，各處理間細(xì)菌數(shù)量占比無(wú)顯著性差異（P>0.05）。

圖3 不同施氮量下土壤細(xì)菌群落的優(yōu)勢(shì)物種豐度（門水平）Fig.3 Abundance diagram of dominant species of soil bacterial community under different nitrogen application rates（phylum level）

紫云英、油菜混播條件下不同施氮量細(xì)菌群落門水平與物種Circos 關(guān)系如圖4 所示，在細(xì)菌群落中豐度排名前5 的門分類水平物種在CK、MRN、MRN1、MRN2、MRN3處理的占比，各處理中綠彎菌門（Chloroflexi）分 別 占20%、21%、20%、19%、20%，變形菌門（Proteobacteria）分別占21%、17%、19%、21%、22%，酸桿菌門（Acidobacteriota）分別占22%、20%、19%、18%、20%，放線菌門（Actinobac?teriota）分別占20%、16%、22%、22%、20%，厚壁菌門（Firmicutes）分 別 占19%、17%、19%、25%、21%。

圖4 不同施氮量下樣本與物種的Circos圖Fig.4 Circos diagram of samples and species under different nitrogen application rates

2.8 土壤微生物群落與環(huán)境因子的關(guān)系

土壤細(xì)菌群落與碳氮組分的冗余分析（RDA）（圖5）顯示，土壤細(xì)菌群落32.43%的變異可被第一排序軸解釋，23.12%的變異可被第二排序軸解釋。排名前5的門水平優(yōu)勢(shì)菌群均在RDA1軸的負(fù)半軸，方向大致相同，說(shuō)明土壤碳氮組分對(duì)優(yōu)勢(shì)細(xì)菌群落的影響是相同的。環(huán)境因子中，對(duì)細(xì)菌群落影響最大的是堿解氮、微生物量氮和可溶性有機(jī)碳，堿解氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮與優(yōu)勢(shì)菌群呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；微生物量氮、易氧化有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳與優(yōu)勢(shì)菌群呈正相關(guān)關(guān)系。酸桿菌門、綠彎菌門與土壤銨態(tài)氮、總有機(jī)碳、活性有機(jī)碳呈負(fù)相關(guān)，與土壤微生物量呈正相關(guān)。

圖5 不同施氮量下的土壤細(xì)菌群落與碳氮的RDA分析Fig.5 RDA analysis of soil bacterial community and carbon and nitrogen under different nitrogen application rates

3 討 論

紫云英與油菜混播還田后，適當(dāng)減施氮肥不會(huì)降低水稻產(chǎn)量；混播處理中，減氮20%的實(shí)際產(chǎn)量最高。減施氮肥降低了土壤全氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和堿解氮含量，增加了可溶性有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳含量。堿解氮、微生物量氮和可溶性有機(jī)碳是影響細(xì)菌群落的主要環(huán)境因子；施氮量會(huì)影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，減施氮肥會(huì)降低細(xì)菌群落均勻度指數(shù)，減施氮肥可增加優(yōu)勢(shì)菌門的相對(duì)豐度。

3.1 不同施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

施用氮肥是提高作物產(chǎn)量的重要手段。紫云英、油菜混播可以充分利用光、熱、水、養(yǎng)分、土地資源。王呂等[21］研究表明綠肥稻稈協(xié)同還田在減氮20%~30%的條件下可以保證水稻產(chǎn)量不下降且有所增加；郭曉彥等[22］的研究結(jié)果表明在綠肥翻壓的條件下，減氮60%較減氮80%的增產(chǎn)效果好；張俊瑩等[23］研究結(jié)果表明當(dāng)減氮量超過(guò)10%時(shí)，隨著氮肥量的減少水稻產(chǎn)量逐漸降低。黃晶等[24］通過(guò)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)證明了綠肥紫云英替代氮肥的可行性，試驗(yàn)表明減少化學(xué)氮肥用量20%~40%，不會(huì)降低稻谷產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明紫云英油菜混播還田與減氮40%可保持水稻產(chǎn)量不下降，減氮20%可增加7.77%~8.79%的產(chǎn)量。因此，在冬種紫云英與油菜的高效綠肥還田模式下，適當(dāng)減施氮肥不會(huì)降低水稻產(chǎn)量，反而有略微增產(chǎn)效果。

3.2 不同施氮量對(duì)土壤碳氮的影響

土壤有機(jī)碳累積量既與有機(jī)物料施用量、施用時(shí)間有關(guān)，更與當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件有關(guān)[25］，后者會(huì)強(qiáng)烈影響有機(jī)物料的礦質(zhì)化和腐殖化過(guò)程的強(qiáng)弱。李錦等[26］研究表明在秸稈還田的情況下，減氮15%、30%不會(huì)顯著降低土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量。石柯等[27］在小麥-玉米輪作試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，減氮20%可以在一定程度上增加土壤有機(jī)碳含量。王興龍等[28］研究表明，適當(dāng)減少氮肥施用量的同時(shí)配施生物有機(jī)肥可提高土壤有機(jī)碳、活性有機(jī)碳和微生物量碳含量。本研究中紫云英與油菜混播還田后，減氮20%可增土壤有機(jī)碳和微生物量碳含量；可溶性有機(jī)碳與易氧化有機(jī)碳含量隨施氮量的增加而減少。原因可能是減施氮肥增加了土壤C/N 比，提升了土壤微生物活性，促進(jìn)綠肥腐解后形成的腐殖質(zhì)的分解，使得土壤活性有機(jī)碳組分含量增加。

減氮施肥的目的是在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高氮素利用率，降低氮素?fù)p失。羅躍等[29］研究表明在減施10%~20% 常規(guī)量氮肥條件下，綠肥還田的土壤氮庫(kù)貯量較常規(guī)量施氮肥處理有上升趨勢(shì)，但差異未達(dá)到顯著水平。肖小平等[15］研究表明稻草還田下短期內(nèi)的減氮不會(huì)顯著降低土壤的全氮含量，但會(huì)顯著降低土壤的堿解氮含量。本研究結(jié)果表明在綠肥混播的條件下，較常規(guī)施氮和減氮20%處理相比，不施氮肥處理土壤全氮、硝態(tài)氮和堿解氮含量顯著下降。朱榮等[30］研究表明與常規(guī)施肥相比，減施氮肥能顯著降低稻田氨揮發(fā)損失總量。本研究中，除減氮20%處理外，其余處理均降低了土壤銨態(tài)氮含量。土壤全氮、堿解氮、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮呈顯著正相關(guān)關(guān)系，減施氮肥會(huì)降低土壤氮組分含量。

3.3 不同施氮量對(duì)微生物群落的影響

在土壤生態(tài)系統(tǒng)中，微生物是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要參與者、維持者和貢獻(xiàn)者，承擔(dān)了碳氮循環(huán)等多種重要的生態(tài)服務(wù)功能。翻壓綠肥可為微生物生長(zhǎng)繁殖提供充足的碳源及氮源，影響微生物對(duì)碳源的利用，從而改變微生物群落的結(jié)構(gòu)及多樣性，施肥改變土壤組成和水稻根際環(huán)境，從而直接或間接地改變稻田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[31］。萬(wàn)水霞等[32］發(fā)現(xiàn)施用紫云英綠肥可顯著提升土壤細(xì)菌豐度。Wang 等[33］通過(guò)meta 分析綜合研究發(fā)現(xiàn)氮素施用會(huì)降低土壤微生物多樣性。本研究中減施氮肥降低了細(xì)菌群落均勻度指數(shù)，變形菌門、綠彎菌門和酸桿菌門是門水平上的3 個(gè)主要優(yōu)勢(shì)細(xì)菌群落。陳玲等[34］的稻蝦共作試驗(yàn)研究表明，變形菌門、放線菌門、藍(lán)細(xì)菌門為主要優(yōu)勢(shì)菌群。理鵬等[35］的有機(jī)肥配施研究結(jié)果表明，不同處理中豐度最大的菌門均是變形菌門、綠彎菌門和放線菌門。地理位置、土壤類型與耕作方式等的不同會(huì)導(dǎo)致稻田細(xì)菌群落差異[36］。

3.4 土壤碳氮對(duì)微生物群落的影響

有機(jī)碳和氮含量是影響真菌群落分布的主要限制因子[37］，土壤碳氮的有效性是決定土壤微生物多樣性和功能多樣性的重要因素，微生物群落能夠通過(guò)調(diào)節(jié)自身的養(yǎng)分利用效率而適應(yīng)資源的不平衡[38］。本研究中，堿解氮、微生物量氮和可溶性有機(jī)碳是微生物群落主要影響因子。趙春梅等[39］研究表明有機(jī)碳、有效氮、全氮、碳氮比是影響土壤真菌群落組成的主要因子。本研究中堿解氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和優(yōu)勢(shì)細(xì)菌群落的相對(duì)豐度呈負(fù)相關(guān)，這可能是農(nóng)田土壤中增加碳/氮源可促進(jìn)土壤微生物行使硝化反應(yīng)、分解纖維素、促進(jìn)植株生長(zhǎng)等功能的細(xì)菌其豐度增加，但只增加氮源會(huì)降低土壤細(xì)菌豐度。