生物菌劑對根際鹽堿土壤理化性質(zhì)和微生物區(qū)系的影響

張曉麗 ，王國麗，常芳弟，張宏媛，逄煥成，張建麗，王婧，冀宏杰，李玉義*

1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081；2. 河套學(xué)院生態(tài)與資源工程系，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000；3. 北京理工大學(xué)生命學(xué)院，北京 100081

中國鹽漬土壤面積大、分布廣，同時還有大面積的潛在鹽漬化土壤，而作物在鹽漬化土壤上生長會表現(xiàn)出不良狀態(tài)，比如抑制生長、破壞光合作用、從而使植物細胞膜受到傷害、營養(yǎng)失衡等，嚴(yán)重時可能會造成作物絕產(chǎn)等（葛誠等，1994）。所以改良鹽堿土對促進農(nóng)村區(qū)域發(fā)展，保障中國糧食安全的意義不容忽視（俞仁培等，1999）。近些年，改良鹽堿土主要有工程、農(nóng)藝、生物以及化學(xué)等措施，但由于其有一定的不足之處，比如工程措施投入和工程量大；農(nóng)藝措施具有潛在的返鹽危險；化學(xué)措施易造成二次污染，不能解決根本性問題（Qadir et al.，2000；Barter-Lennard，2002；劉廣明等，2001；李剛等，2004）；而生物措施是近些年來迅速發(fā)展的最具生態(tài)和經(jīng)濟效益且切實可行的技術(shù)。由于菌劑中的微生物能在土壤中繁殖，改善土壤養(yǎng)分狀況、提高土壤酶活性、增加微生物多樣性、改變微生物菌群，從而為作物生長提供一個良好的生活環(huán)境；由于施用微生物菌劑具有良好的生態(tài)效益，所以其在改良鹽堿地中的應(yīng)用不斷加強（逄煥成等，2009）。微生物菌劑的施用還可提高土壤細菌數(shù)、改良作物生長、提高作物生物量、增加土壤中的有效養(yǎng)分等（鄧松華等，2018；鄧天天等，2019）。易克等（2019）研究表明，微生物菌劑的施用可在一定程度上提高烤煙中后期的生長以及外觀質(zhì)量和經(jīng)濟性狀。而施用復(fù)合微生物菌劑可改變土壤pH值，使根際微生物群落的數(shù)量和結(jié)構(gòu)得到改善，從而提高土壤酶活性和有效養(yǎng)分含量，進一步優(yōu)化根際土壤環(huán)境，增強植物的光合和抗逆能力，最終實現(xiàn)養(yǎng)地增產(chǎn)的效果（宋以玲等，2019）。于占東等（2003）研究發(fā)現(xiàn)生物菌劑可明顯降低土壤鹽分含量，改善土壤微生物的多樣性與群落組成，可一定程度上減輕黃瓜枯萎病。微生物菌劑的施用可為鉀細菌和枯草芽孢桿菌的生長繁殖提供一個良好的土壤環(huán)境，降低土壤含鹽量，改善作物生長（劉廣明等，2011）?？梢?，施用微生物菌劑不僅可以改變土壤微生物區(qū)系、提高土壤環(huán)境條件，還可增強作物的抗逆性，從而減輕作物病蟲害的發(fā)生。以上研究充分顯示了微生物菌劑在鹽堿地改良上的應(yīng)用潛力。所以本研究選擇符合生產(chǎn)要求的兩種微生物菌劑作為研究對象，來探討丹路生物菌劑與自制復(fù)合微生物菌劑BZ1T(芽孢桿菌)/1-15（芽單孢菌）在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)中度鹽漬土改良中的作用，分析其對土壤鹽分、pH、土壤養(yǎng)分、微生物和作物產(chǎn)量的影響及其差異，以期為抗鹽微生物菌劑在生產(chǎn)中的應(yīng)用提供充分依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)五原縣隆興昌鎮(zhèn)進行，該地位于 40°46′′30′—41°16′′45′N，107°35′′70′′—108°37′′50′′E，東與五原縣勝豐鎮(zhèn)、和勝鄉(xiāng)接壤，北靠烏拉特中旗烏加河鎮(zhèn)、德嶺山鎮(zhèn)，西與五原縣新公中鎮(zhèn)毗鄰，南與五原縣套海鎮(zhèn)、勝豐鎮(zhèn)相望，總土地面積 2493 km2。年均降雨量和蒸發(fā)量分別為177 mm和2039.2 mm，且蒸發(fā)量是降雨量的11.5倍，年均氣溫6.1 ℃，全年日照時數(shù)3230.9 h，平均日照百分率73%，作物生長期（4—9月）的日照時數(shù)為1813.9 h，占全年日照時數(shù)的56%，該試驗地為中溫帶大陸性氣候，具有光能豐富、日照充足且光溫不同步、利用率低等特點。供試土壤0—40 cm土層的基本理化性質(zhì)為鹽分、pH、有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、有效磷，分別為 3.80 g·kg-1、8.92、11.04 g·kg-1、29.92 mg·kg-1、297 mg·kg-1、7.47 mg·kg-1。

1.2 供試材料

供試微生物有兩種，一是芽單孢菌屬 1-15（Halomonas）和芽孢桿菌屬BZ1T（Nesterenkonia），二是丹路菌劑。1-15和BZ1T兩個菌種是由北京理工大學(xué)生命學(xué)院微生物系統(tǒng)學(xué)與資源實驗室提供，是從鹽堿土壤中分離出的具有耐鹽堿以及分泌IAA等的能力，經(jīng)平板交叉實驗表明兩種菌株之間無拮抗作用后，將篩選出的兩個菌種分別擴大培養(yǎng)，按1∶1質(zhì)量比例混合后用滅菌后的秸稈粉、糠醛渣吸附制成復(fù)合生物菌劑[活性有益菌≥106cfu·g-1（以干物質(zhì)量計），簡稱BL]。供試丹路菌劑是由北京丹路生物科技有限公司提供，主要以蓖麻餅為載體制備而成（活性有益菌≥106cfu·g-1，簡稱DL）。供試肥料為NPK≥18—20—10的有機硅水溶緩釋肥復(fù)合肥料，供試作物為食葵（Helianthus annuusL.），品種為LD1335。

1.3 試驗設(shè)計與管理

試驗于2018年布置，采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)4個處理，分別為有機硅水溶緩釋肥復(fù)合肥料675 kg·hm-2（CK）、有機硅水溶緩釋肥復(fù)合肥料675 kg·hm-2+丹路生物菌劑 570 kg·hm-2（DL）、有機硅水溶緩釋肥復(fù)合肥料 675 kg·hm-2+BZ1T/1-15復(fù)合生物菌劑 570 kg·hm-2（BL1）、施有機硅水溶緩釋肥復(fù)合肥料 675 kg·hm-2+BZ1T/1-15復(fù)合生物菌劑1140 kg·hm-2（BL2）。每個小區(qū)處理3次重復(fù)、隨機排列、面積35 m2（7 m×5 m）。肥料均作為底肥一次性條施，施肥深度為20 cm，施肥與覆膜用當(dāng)?shù)貦C械同步進行，試驗布置完后與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田統(tǒng)一進行春灌壓鹽，灌溉時間為2018年5月11日，待灌溉水滲到一定程度時，于2018年6月15日進行人工點播（播種深度7—8 cm），播種后穴口用細沙覆蓋，種植密度為27000 plants·hm-2。2018年9月23日收獲食葵，其他管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶一致。

1.4 取樣方法與數(shù)據(jù)測定

1.4.1 土壤全鹽、pH的測定

食葵收獲后在食葵根際取土，將其自然風(fēng)干，磨碎，過2 mm篩，用土水比（1∶5）提取土壤上清液，分別用pH計（FE20）和電導(dǎo)率儀（DDS-307）測定土壤pH和電導(dǎo)率。

土壤鹽分含量根據(jù)電導(dǎo)率（Zhang et al.，2020）換算：y=3.0111x，式中：y為土壤含鹽量（g·kg-1）；x是土壤提取物中水土質(zhì)量比為 1∶5下的電導(dǎo)率（mS·cm-1）；換算系數(shù)為 3.0111。

1.4.2 土壤養(yǎng)分的測定

食葵收獲后取根際土壤樣品，將其自然風(fēng)干，粉碎過篩后，參照《土壤農(nóng)化分析》（鮑士旦，2005）測定土壤有機質(zhì)、堿解氮和有效磷、速效鉀，具體測定方法為重鉻酸鉀外加熱法、堿解法和乙酸銨提取法。

1.4.3 土壤細菌群落測定

在食葵收獲后取根際土壤樣品，將土樣放入牛皮紙袋并迅速保存于 4 ℃冷藏箱帶回實驗室進行土壤細菌群落的測定。稱取約0.33 g經(jīng)冷凍干燥處理的土壤樣品，使用Fast DNA SPin Kit for Soil DNA提取試劑盒（MP Biomedicals，USA），參照試劑盒使用說明提取樣品中的總 DNA。并用質(zhì)量分數(shù)為1%凝膠電泳檢測提取的 DNA質(zhì)量，同時用 Nano Drop 2000 UV-Vis Spectrophotometer（Thermo Fisher Scientific，USA）測定濃度。

細菌使用 16S rRNA 基因通用引物 515F（5＇-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3＇）和 907R（5＇-CCGTCAATTCCTTTGAGTTT-3＇）進行目的基因擴增。PCR反應(yīng)條件為：98 ℃預(yù)變性1 min，98 ℃變性10 s，50 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，共30個循環(huán)，最后在72 ℃下延伸5 min。反應(yīng)產(chǎn)物用質(zhì)量分數(shù) 2%瓊脂糖凝膠電泳檢測。通過 Hiseq 2500平臺（Illumina，SanDiego，CA，USA）進行測序（諾禾致源生物信息科技有限公司，北京）。

1.4.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用UPARSE（Edgar 2013）將獲得的高質(zhì)量條帶在相似度 97%水平上進行操作分類單元（OTU）劃分，多樣性及聚類等后續(xù)分析均采用QIIME完成。利用土壤細菌種類數(shù)（OTUs）和16S rDNA序列數(shù)（Reads）計算土壤細菌的Alpha多樣性；菌群豐度指數(shù)：ACE、Chao 1；菌群多樣性指數(shù)：Shannon、Simpson。軟件平臺mothur（version v.1.30.1）用于指數(shù)分析（Schloss et al.，2009；Bokulich et al.，2012；Quast et al.，2013）。采用Office Excel 2010對試驗數(shù)據(jù)進行整理，運用DPS 6.5和SPSS 13.0分別進行方差（采用LSD法進行單因素分析）和相關(guān)性分析。采用Canoco軟件對不同處理間微生物群落分布差異進行主成分分析（PCA），對微生物群落多樣性與環(huán)境因子的相互關(guān)系進行冗余分析（RDA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微生物菌劑對根際土壤鹽分、pH及養(yǎng)分含量的影響

如表1所示，與對照CK相比，各菌劑處理鹽分含量均顯著下降，DL、BL1和BL2較CK分別顯著降低10.03%、9.34% 和13.84%（P＜0.05），其中BL2處理鹽分含量下降效果最顯著；各處理土壤pH值在8.5左右。與對照CK相比，微生物菌劑處理的pH均顯著下降，下降了0.14—0.21（P＜0.05），但各微生物菌劑處理間的差異不顯著，這說明微生物菌劑可以改善土壤堿性環(huán)境。表1的方差分析結(jié)果表明，各處理的有機質(zhì)含量無顯著差異；BL2、BL1、DL處理的堿解氮較CK處理分別顯著增加了49.41%、31.77%、20.00%；BL2處理的有效磷含量較CK、DL、BL1分別顯著增加17.07%、6.67%、9.09%（P＜0.05），且DL與BL1處理間無顯著差異；BL2和BL1處理的速效鉀含量較CK分別顯著提高了23.84%、17.39%，較DL分別顯著提高了25.43%、18.89%（P＜0.05）。

表1 收獲后不同處理根際土壤pH及養(yǎng)分含量Table 1 pH and nutrient contents in rhizosphere soil of different treatments after harvest

2.2 不同菌劑處理高通量測序方法分析

2.2.1 測序結(jié)果和多樣性指數(shù)

通過表2所示的不同處理的土壤多樣性和豐富度指數(shù)發(fā)現(xiàn)，不同菌劑處理的多樣性（Shannon和Simpson）指數(shù)差異均不顯著（P＞0.05）。而BL2處理的豐富度（ACE和Chao1）指數(shù)較CK、DL、BL1處理分別顯著降低1.83%和1.04%、2.72%和1.59%、1.67%和1.04%（P＜0.05），CK、DL與BL1處理間差異不顯著。

表2 土壤樣品基因組DNA測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計及Alpha多樣性分析Table 2 Genomic DNA sequence data statistics and alpha diversity analysis for soil samples

2.2.2 不同處理對土壤門水平細菌相對含量的影響

由圖1可知，在土壤微生物門水平上總共獲得11種菌群。其中，變形菌門（Proteobacteria）相對豐度為26.28%—28.50%、放線菌門（Actinobacteria）為16.28%—20.83%、酸桿菌門（Acidobacteria）為13.61%—17.12%、綠彎菌門（Chloroflexi）為14.16%—17.26%、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）為8.76%—11.74%，合計為86.95%—88.07%，稱為優(yōu)勢菌群。其次是擬桿菌門（Bacteroidetes）相對豐度為2.76%—3.30%、硝化螺旋菌門（Nitrospirae）為 2.02%—2.50%、浮霉菌門（Planctomycetes）為1.55%—2.64%、厚壁菌門（Firmicutes）為1.16%—1.93%，合計為 8.23%—9.70%。而藍細菌門（Cyanobacteria）相對豐度為 0.22%—1.59%、螺旋體菌門（Saccharibacteria）為0.33%—0.82%，合計為0.55%—2.24%，在土壤中以較低的豐度存在。不同菌門在不同處理間的響應(yīng)不同。具體表現(xiàn)為，BL2處理有利于增加放線菌門、厚壁菌門和藍細菌門以及降低酸桿菌門的相對豐度；BL1和BL2處理降低了芽單胞菌門、擬桿菌門、硝化螺旋菌門和浮霉菌門的相對豐度；BL1處理有利于增加綠彎菌門和螺旋體菌門的相對豐度。這說明在細菌群落組成前10的菌門中，BL2處理增加了相對豐度第二的放線菌門以及降低了相對豐度第三的酸桿菌門相對豐度；BL1和BL2處理降低了相對豐度居中芽單胞菌門、擬桿菌門、硝化螺旋菌門和浮霉菌門的的相對豐度。

圖1 門水平土壤細菌群落結(jié)構(gòu)Figure 1 Soil bacterial community at the phylum levels

2.3 影響鹽堿土壤細菌群落的因子分析

由圖2a可知，土壤鹽分、pH等6個土壤理化因子覆蓋了 96.78%的土壤環(huán)境信息。第Ⅰ軸（PCA1）的特征值為83.78%，同時土壤堿解氮、速效鉀、有效磷與pH在第一軸存在相關(guān)性，這說明土壤理化因子在水平方向影響了土壤細菌群落的分布，從而將施用菌劑的處理與對照處理的土壤區(qū)分開。第Ⅱ軸（PCA2）的特征值為 13.00%，且土壤有機質(zhì)與第Ⅱ軸存在顯著相關(guān)性，這說明土壤有機質(zhì)是垂直方向上土壤細菌群落組成的關(guān)鍵因子。

由圖2b發(fā)現(xiàn)，土壤pH對土壤多樣性（Chao1）指數(shù)具有較強的正相關(guān)性，同時土壤速效鉀、有效磷、堿解氮、有機質(zhì) 4個養(yǎng)分因子與多樣性（Simpson）指數(shù)呈正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著，另外土壤pH值與土壤細菌群落多樣性指數(shù)（Chao1）存在極顯著正相關(guān)。而土壤鹽分與多樣性（Shannon）和豐富度（ACE和 Chao 1）指數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，由此可見鹽分可影響土壤細菌菌群的變化。所有理化因子總共解釋了67.00%的群落變化，影響順序依次為：土壤有機質(zhì)＞鹽分＞速效鉀＞pH＞有效磷＞堿解氮，因此土壤有機質(zhì)和鹽分是改變鹽堿土壤細菌群落結(jié)構(gòu)的主控環(huán)境因子。

圖2 土壤化學(xué)性質(zhì)參數(shù)與細菌群落組成的主分量分析（a）及與細菌群落多樣性的冗余分析（b）Figure 2 Principal component analyses (PCA) of bacterial community composition in soils from different treatments (a), and redundancy analyses (RDA) of the correlations between soil parameters and bacterial community diversity (b)

由表3可知，除芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）和厚壁菌門（Firmicutes）與理化因子都不具相關(guān)性外，其他菌門細菌對土壤化學(xué)性質(zhì)均有不同的響應(yīng)。其中，相對豐度靠前的變形菌門（Proteobacteria）和酸桿菌門（Acidobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）與土壤速效鉀與分別呈極顯著負相關(guān)和顯著正相關(guān)；放線菌門（Actinobacteria）與土壤pH和堿解氮分別呈顯著負相關(guān)和正相關(guān)；硝化螺旋菌門（Nitrospirae）與有機質(zhì)呈顯著負相關(guān)關(guān)系；浮霉菌門（Planctomycetes）與土壤pH呈顯著正相關(guān)；堿解氮與放線菌門和藍細菌門呈顯著正相關(guān)、與擬桿菌門呈顯著負相關(guān)關(guān)系。這說明土壤堿解氮的提高有利于放線菌門和藍細菌門的生長繁殖，而土壤鹽分、pH、有機質(zhì)和速效磷對細菌群落的影響具有差異性。

表3 細菌群落結(jié)構(gòu)與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis among physico-chemistry characteristics and bacteria on phylum

2.4 不同菌劑對向日葵生長的影響以及產(chǎn)量與土壤化學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性分析

由表4可知，與對照（CK）相比，微生物菌劑處理對提高鹽堿土壤中向日葵的、植株干物質(zhì)重和產(chǎn)量均有顯著作用，其中BL2處理效果最顯著，分別顯著提高了37.36%、357.08%和39.85%，而微生物菌劑處理的花盤數(shù)顯著低于CK，DL、BL1、BL2較其分別顯著低 22.00%、34.00%、46.00%（P＜0.05）。由表 5可知，食葵產(chǎn)量與有機質(zhì)呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與土壤堿解氮、速效磷和速效鉀呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），這表明通過施微生物菌劑可增加土壤養(yǎng)分含量從而有助于提高土壤生產(chǎn)力和作物產(chǎn)量。另外土壤鹽分與養(yǎng)分含量呈顯著負相關(guān)以及各個養(yǎng)分之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。

表4 不同處理對鹽堿土壤向日葵生長效果的影響Table 4 Effects on the growth of sunflower in saline-alkali soil under different treatments

表5 土壤化學(xué)指標(biāo)與產(chǎn)量的相關(guān)分析Table 5 Correlation coefficients between yield and soil physical properties

3 討論

3.1 不同菌劑處理對根際土壤鹽分、pH值和養(yǎng)分分布特征的影響

本研究結(jié)果表明，微生物菌劑對土壤鹽分的降低顯著作用，其降低效果表現(xiàn)為 BL2＞BL1＞DL＞CK，這是因為土壤中的有機載體顆?？蔀楦鞣N鹽堿土壤微生物活動創(chuàng)造適宜的微生態(tài)環(huán)境，從而微生物可通過分泌一些有機物質(zhì)和死亡菌體的分解，使土壤周圍微粒的有機成分增加，因此降低鹽堿程度（王婧等，2012）。BZ1T中存在較多的芽孢桿菌，是現(xiàn)下應(yīng)用最普遍的生防微生物，另外芽孢桿菌在促進土壤團聚體形成與穩(wěn)定性這一方面有著不可替代的重要作用，可使土壤環(huán)境特征較大幅度的得到改善（Griffiyhs et al.，2013）。有研究表明施用微生物菌劑可提高土壤脫鹽率（中度鹽堿土），是因為鹽堿地中有一些有益微生物在活動的過程中能產(chǎn)生多糖和粘膠，形成土壤粘結(jié)劑，影響團粒結(jié)構(gòu)，降低容重和土壤非毛細管孔隙，從而加速土壤淋鹽，降低土壤含鹽量（逄煥成等，2011；嚴(yán)慧峻等，2008），這與本研究結(jié)果表明的BL2處理的脫鹽效果最好的結(jié)果一致。而土壤pH值與微生物的活性、有機質(zhì)的分解、土壤養(yǎng)分的釋放與固定等密切相關(guān)，是表征鹽堿土壤改良情況的重要指標(biāo)（張金柱等，2007）。本研究結(jié)果表明施用微生物菌劑處理的土壤pH值均顯著低于CK，且各個菌劑處理間均沒有顯著差異，由此可見施用微生物菌劑對降低土壤pH值還是有一定影響的。

本試驗地區(qū)土壤缺磷少氮，2018年試驗開始前有機質(zhì)、土壤堿解氮、速效磷、速效鉀分別為11.04 g·kg-1、29.92 mg·kg-1、7.47 mg·kg-1、297 mg·kg-1。有研究表明作物的生長離不開養(yǎng)分的供給，而土壤養(yǎng)分的供應(yīng)情況與其含量和土壤微生物數(shù)量、多樣性、酶活性密切相關(guān)（劉健等，2001；邢世和等，2004）。本研究結(jié)果表明施用微生物菌劑均可不同程度的增加土壤堿解氮含量，其中BL2、BL1、DL較CK處理的土壤堿解氮含量分別增加了50.31%、26.09%、11.80%，這是因為微生物菌劑可降低土壤pH、提高土壤有機質(zhì)含量，使微生物數(shù)量增多，酶活性增強，從而可促進土壤氮素的有效轉(zhuǎn)化。BL2處理中堿解氮含量最高，是因為其含有最多的具有固氮作用的芽孢桿菌（覃小紅，2013）。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)速效鉀含量在BL2處理中含量最高，這是因為微生物菌劑可提高土壤有機質(zhì)含量，減少鉀素固定，從而對難溶性鉀的轉(zhuǎn)化起到了重要的作用（王勁松等，2012）。

3.2 不同菌劑處理對根際土壤細菌群落多樣性及組成的影響

趙柏霞等（2018）、馬慧媛等（2020）研究表明，微生物菌劑對提高土壤細菌群落的豐富度有顯著性作用。但本研究發(fā)現(xiàn)，施用微生物菌劑對多樣性指數(shù)（Shannon和 Simpson）無影響，而對于豐富度（Chao1和ACE）指數(shù)來說BL2處理顯著高于其他處理，這可能是因為菌劑的施入還不到一年，微生物對環(huán)境改變的作用還沒有發(fā)揮出來，有研究表明菌劑中的微生物改變環(huán)境需要一定的適應(yīng)時間，且微生物多樣性的變化需要一定的時間期限（Griffiyhs et al.，2013）。本試驗根際鹽堿土壤細菌檢測顯示不同菌劑處理中各優(yōu)勢菌群豐度存在差異，由圖 1可知，變形菌門、放線菌門、酸桿菌門、綠彎菌門和芽單胞菌門細菌相對豐度均超過10%，是4種處理共有的優(yōu)勢菌群，且其占所有優(yōu)勢菌門的87%以上，這表明變形菌、放線菌、酸桿菌、綠彎菌和芽單胞菌在河套地區(qū)鹽堿土壤中的生長能力較強，是鹽堿土壤中的優(yōu)勢菌群。而變形菌門的相對豐度在鹽堿土壤中最高，這與李新等（2016）的研究結(jié)果一致，這可能是因為變形菌門中含有多種病原菌和固氮菌，可以將有機物分解產(chǎn)生的氨氣、甲烷等營養(yǎng)物質(zhì)用于生長代謝活動，從而在鹽堿地中的耐鹽性較好，這也與本研究結(jié)果表明的的變形菌門細菌的相對豐度在 CK處理中最高的結(jié)果一致。放線菌門在參與土壤動植物殘體的腐爛以及氮素循環(huán)方面有積極作用，其可顯著提高土壤質(zhì)量、促進作物生長（魯奧，2019），這與本研究結(jié)果表明的放線菌門細菌的相對豐度在BL2處理中最高是一致的。由于酸桿菌門屬于嗜酸性細菌，再加上內(nèi)蒙古河套地區(qū)屬于弱堿性環(huán)境，所以一些酸桿菌門細菌的生長會被遏制，同時堿性土壤對于一些嗜堿細菌的生長有促進作用，這樣可提高土壤細菌之間的競爭壓力，使得酸桿菌門從土壤中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)減少（黃雅麗等，2018），因此造成了酸桿菌門細菌在BL2處理中的相對豐度最低，這與一些研究表明的酸桿菌門在酸性環(huán)境以及養(yǎng)分較缺的土壤中生長較好的結(jié)果一致（Sait et al.，2006）。本研究結(jié)果還表明芽單胞菌門細菌在CK和DL處理中的相對豐度最高，這與高圣超等（2017）研究結(jié)果表明的芽單胞菌門細菌在堿性環(huán)境中有較好的適應(yīng)能力，能在堿性土壤中促進其代謝活動的結(jié)果一致。而擬桿菌門細菌的相對豐度與土壤鹽分含量呈顯著正相關(guān)，在鹽分較高的鹽堿地中具有較強的抵抗能力，所以擬桿菌門細菌是鹽堿土壤中的優(yōu)勢菌群，另外浮霉菌門在鹽堿脅迫的環(huán)境條件下其相對豐度呈增加趨勢，有研究表明消化螺旋菌門在鹽分較高的環(huán)境中變化比較敏感，所以低鹽環(huán)境下消化螺旋菌門細菌的相對豐度會顯著減少（Staff，2014；Zheng et al.，2017；張慧敏等，2018），這與本研究表明的BL1和BL2處理可降低擬桿菌門、浮霉菌門細菌的相對豐度結(jié)果一致。

3.3 土壤化學(xué)性質(zhì)與細菌群落多樣性的冗余分析以及與群落組成的相關(guān)性分析

土壤細菌多樣性與化學(xué)因子的冗余分析（圖2）表明，土壤鹽分含量對細菌群落豐富度（ACE和Chao 1）和多樣性（Shannon）指數(shù)具有顯著性的影響，這與李巖等（2018）的研究結(jié)果一致。而土壤有機質(zhì)、堿解氮和速效鉀對細菌群落也有一定的影響，與細菌群落豐富度指數(shù)（Chao1和ACE）和多樣性指數(shù)（Shannon）呈較強的負相關(guān)性。本研究的相關(guān)性分析（表3）表明，大多數(shù)細菌菌門與土壤化學(xué)因子具有相關(guān)性，除厚壁菌門與芽單胞菌門外。其中變形菌門（Proteobacteria）與土壤速效鉀呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，同時有研究表明變形菌門在鹽堿土壤中具有較好的耐鹽性，是一種優(yōu)勢種群，在一定范圍內(nèi)與土壤鹽分含量成顯著正相關(guān)關(guān)系（張慧敏等，2018）；放線菌門（Actinobacteria）與土壤pH值、堿解氮呈顯著負、正相關(guān)；酸桿菌門（Acidobacteria）與土壤速效鉀、綠彎菌門（Chloroflexi）與有機質(zhì)和速效鉀呈顯著正相關(guān)；硝化螺旋菌門（NitrosPirae）、浮霉菌門（Planctomycetes）、藍細菌門（Cyanobacteria）分別與土壤有機質(zhì)、土壤pH值、土壤堿解氮呈顯著負相關(guān)、正相關(guān)、正相關(guān)關(guān)系。這說明放線菌門和浮霉菌門細菌的相對豐度受土壤pH值的影響較大；而變形菌門、酸桿菌門和綠彎菌門細菌的相對豐度受土壤速效鉀的影響較大；放線菌門和藍細菌門受土壤堿解氮的影響較大。由此可見，不同菌劑處理的群落組成是通過影響土壤pH值以及土壤養(yǎng)分等化學(xué)性質(zhì)來實現(xiàn)的。

4 結(jié)論

（1）微生物菌劑處理可明顯降低土壤鹽分和pH值，同時顯著提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量。

（2）施用微生物菌劑可以使不同處理門水平細菌相對含量及組成發(fā)生一定的變化，其中BL2處理豐富度指數(shù)（ACE和Chao1）顯著高于其他處理，顯著提高了放線菌門、藍細菌門和厚壁菌門3種優(yōu)勢菌群相對豐度；BL1和BL2處理顯著降低了酸桿菌門、芽單胞菌門、擬桿菌門、硝化螺旋菌門和浮霉菌門細菌菌群相對豐度。

（3）相關(guān)性分析表明，土壤pH、有機質(zhì)、有效磷、速效鉀與鹽堿土壤中優(yōu)勢細菌群落組成（門水平）呈顯著或極顯著正相關(guān)或者負相關(guān)（除芽單胞菌門和厚壁菌門外）；可見土壤有機質(zhì)、pH以及養(yǎng)分含量是改變鹽堿土壤細菌群落結(jié)構(gòu)的主控環(huán)境因子。

綜上所述，施用微生物菌劑不僅可以降低土壤鹽分、pH值，而且還可以提高土壤養(yǎng)分含量以及改善微生物群落組成和提高產(chǎn)量，因此施用BL2微生物菌劑可以成為改良河套地區(qū)鹽堿地的有效措施。