限根栽培對4 個寧夏枸杞品種土壤養(yǎng)分和微生物區(qū)系的影響

摘 要：【目的】為寧夏中部干旱地區(qū)寧夏枸杞限根栽培提供參考，促進枸杞生態(tài)種植?！痉椒ā吭趯幭闹胁扛珊祹目h王團鎮(zhèn)典型土壤氣候類型區(qū)，選擇同一限根栽培條件下種植3 a 的4 個寧夏枸杞品種（寧杞1 號、寧杞7 號、科杞6081、科杞6082）為研究對象，探討限根栽培模式下不同寧夏枸杞品種之間根域土壤理化性質(zhì)的差異，并利用Illumina HiSeq 高通量技術(shù)和冗余分析方法研究根域土壤細菌、真菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性，分析土壤理化性質(zhì)和微生物群落特征之間的關(guān)系?！窘Y(jié)果】除科杞6082 的土壤全氮含量略高于科杞6081 外，科杞6081 的根域土壤含水量、全氮含量、全磷含量、全鉀含量均為最高，較寧杞1 號土壤分別顯著高出27.41%、37.41%、17.96%、2.31%，較寧杞7 號土壤分別顯著高出17.42%、24.69%、15.60%、4.53%，土壤含水量、全磷含量、全鉀含量較科杞6082 土壤分別顯著高出16.93%、10.73%、3.49%；科杞6082 根域土壤的有機碳含量最高，較寧杞1 號、寧杞7 號和科杞6081 根域土壤分別顯著高出26.73%、5.82% 和14.20%；寧杞1 號和科杞6081 根域土壤的pH 值顯著高于寧杞7 號和科杞6082。限根栽培下4 個寧夏枸杞品種土壤優(yōu)勢細菌門基本相同，其中，變形菌門Proteobacteria 所占比例較大，4 個寧夏枸杞品種豐度均在35% 以上；真菌屬群落組成差異較大，特別是科杞6081 根域土壤的真菌群落表現(xiàn)出一定的差異性；在RDA 分析結(jié)果中科杞6081 根域土壤的真菌門水平優(yōu)勢群落富集在表征土壤養(yǎng)分的指標(biāo)周圍，其他3 個寧夏枸杞品種相對較為分散。土壤全氮含量、有機碳含量、全磷含量等與土壤細菌、真菌群落組成和豐度存在正相關(guān)關(guān)系?！窘Y(jié)論】在限根栽培條件下，4 個寧夏枸杞品種根域土壤的主要養(yǎng)分含量存在差異，對細菌群落結(jié)構(gòu)組成和多樣性無影響，但真菌差異較大，科杞6081 的土壤理化性質(zhì)和真菌群落組成均表現(xiàn)出相對較大的差異。

關(guān)鍵詞：限根栽培；寧夏枸杞品種；土壤理化性質(zhì)；細菌；真菌；微生物區(qū)系；根域

中圖分類號：S663.9 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1003—8981（2024）01—0150—09

寧夏枸杞Lycium barbarum 為茄科Solanaceae枸杞屬Lycium 多年生落葉灌木，適宜生長在光照充足、氣溫較低、土壤濕潤肥沃的環(huán)境中。寧夏枸杞果實含有多種營養(yǎng)成分，具有較高的食用價值和保健價值[1-2]，能夠抗衰老、增強造血功能、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、降血糖等[3]。枸杞栽培已有500 多年的歷史，寧夏枸杞是中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品，并且通過雜交育種等各種育種方法已培育出寧杞1 號、寧杞2 號及黃果枸杞變種等品種[4]。枸杞抗逆性較強，不但抗旱，而且耐鹽堿，因此是西北干旱地區(qū)重要的生態(tài)和經(jīng)濟樹種[5]。

植物根系具有吸收、合成、分泌和感知等多種生理功能[6]。限根栽培是指人為地把植物根系控制在一定的空間中，控制根系體積和數(shù)量，改變根系分布結(jié)構(gòu)，優(yōu)化根系的功能，從而實現(xiàn)高產(chǎn)高效且優(yōu)質(zhì)的一種栽培技術(shù)[7]。限根栽培可提高枸杞的生物量積累，促進根系對鉀的吸收[8]。冷鋒[9] 發(fā)現(xiàn)限根栽培通過促進脫落酸、油菜素內(nèi)酯和水楊酸的含量升高，同時降低生長素、細胞分裂素和赤霉素的含量，促進夏黑葡萄果實提早成熟。林詩源等[10] 在干旱時期通過根域調(diào)控使14 年生蘋果樹根系土壤含水量顯著增加，為根系生長提供了相對穩(wěn)定的土壤環(huán)境，促進了根系活力的穩(wěn)定，葉片厚度和葉片含水量也顯著提高。限根栽培可顯著促進葡萄果實著色，果實中葡萄糖、果糖、總花色苷含量升高，果實中內(nèi)源激素脫落酸的含量也顯著升高[11]。限根栽培改變了樹體的營養(yǎng)分配比例，可有效保持土壤肥力，促進花芽提早形成，在一定程度上提高了坐果率和產(chǎn)量，促進經(jīng)濟效益的提升[12]。張擁兵等[13] 的研究結(jié)果表明，限根栽培可顯著提高葉片的光合效率，促進可溶性糖和淀粉的積累，提高葉片中礦質(zhì)元素的含量。洪莉等[14] 發(fā)現(xiàn)限根栽培可通過控制植株營養(yǎng)生長來調(diào)節(jié)樹體矮化、促進花芽分化，從而實現(xiàn)甜櫻桃高產(chǎn)高效的優(yōu)質(zhì)栽培。另外，限根栽培可抑制土壤堿化、減少養(yǎng)分流失等[15]。

目前，關(guān)于限根栽培對植物的根系溫度、光合特性、生物量積累和果實營養(yǎng)品質(zhì)等方面影響的研究報道較多，然而有關(guān)限根栽培對植物根圍土壤養(yǎng)分和微生物區(qū)系影響的研究鮮見報道。在枸杞限根栽培方面，黃婷等[16] 報道在寧夏夏季限根條件下枸杞根域范圍內(nèi)土壤的溫度相對較高，影響了枸杞根系及植株體的生長。何昕孺等[17] 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，限根栽培對枸杞生長后期地上部分的生長有一定的抑制作用。與葡萄、桃、蘋果等果樹相比，限根栽培技術(shù)在枸杞上的應(yīng)用研究還處于起步階段。本研究中在限根寬度為60 cm 的栽培條件下比較了4 個寧夏枸杞品種土壤養(yǎng)分和微生物群落的組成和分布，旨在為寧夏枸杞限根栽培模式下品種資源的選擇和建立優(yōu)質(zhì)高效的寧夏枸杞限根栽培模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于寧夏中部干旱帶同心縣王團鎮(zhèn)的寧夏旱作節(jié)水高效農(nóng)業(yè)科技園區(qū)（105°59′27′′E，36°51′42′′N）。該區(qū)域海拔1 370 m， 地處黃土高原與內(nèi)蒙古高原交界地帶，地勢由南向北逐漸傾斜（南高北低），以山地為主，地形復(fù)雜。屬中溫帶干旱大陸性氣候，干旱少雨，年均降水量150 ～ 300 mm 且年際變化較大，無霜期120 ～ 218 d，年均氣溫8.6 ℃，≥ 10 ℃積溫約3 000 ℃，熱量充足，晝夜溫差大，水分蒸發(fā)強烈。試驗區(qū)土壤類型為砂質(zhì)壤土，顆粒組成為砂粒含量69.73%、粉粒含量15.64%、黏粒含量14.63%，容重1.32 g/cm3，孔隙度51.05%，土壤呈堿性，pH 值為8.15。土壤全氮含量極低，含量為0.43 g/kg；全磷、有機質(zhì)缺乏，含量分別為0.66、19.06 g/kg；全鉀含量適中，為9.56 g/kg。

1.2 供試材料

供試的4 個寧夏枸杞材料分別為寧杞1 號、寧杞7 號、科杞6081、科杞6082。其中：寧杞1 號、寧杞7 號、科杞6082 為寧夏林木品種審定委員會審（認）定的寧夏枸杞良種；科杞6081 由寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞科學(xué)研究所培育，獲得國家林業(yè)和草原局新品種權(quán)?？畦?081 和科杞6082 樹體生長旺盛，果實顆粒大。供試種苗均為規(guī)格一致的2 年生嫩枝扦插苗，由寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞科學(xué)研究所提供。

1.3 試驗設(shè)計

2018 年春季，采用溝槽式根域限制方法定植，株距1 m，行距3 m，限根寬度為60 cm，設(shè)置3 個重復(fù)小區(qū)，每小區(qū)面積400 m2。具體為種植行由南向北，第1 行為寧杞1 號，第2 行為寧杞7 號，第3 行為科杞6081，第4 行為科杞6082，每行30株，再依次重復(fù)2 次。栽培管理方式統(tǒng)一為籬架式，定植后采用枸杞水肥一體化技術(shù)進行肥水管理，參考常規(guī)枸杞栽培管理方法，采用相同的水肥供應(yīng)、修剪、病蟲害防治等措施。

2020 年6 月中旬，在寧夏枸杞樹體頭茬鮮果采摘期，即根系活動最為活躍的時期，在寧夏枸杞植株定植溝槽內(nèi)2 個植株之間，分散選取10 個點，用土鉆取0 ～ 20 cm、20 ～ 40 cm 的土壤混合樣，分成2 份。一份用無菌塑封袋裝好，帶回實驗室陰干，用于土壤理化指標(biāo)測定；另一份用低溫采樣桶迅速帶回實驗室，低溫條件下去除植物根系、落葉、蟲卵、石子等雜質(zhì)，分裝入無菌凍存管，液氮預(yù)冷后，置于-80 ℃超低溫冰箱保存，用于土壤微生物總DNA 提取。

1.4 測定方法

1.4.1 土壤理化性質(zhì)

參照文獻[18] 測定土壤各理化指標(biāo)。pH 值采用水、土（質(zhì)量比2.5∶1）浸提-pH 計（PHS-3G）法測定，土壤含水量采用105 ℃烘干- 稱重法測定，有機碳含量采用KCr2O7-H2SO4 外加熱法測定，全氮含量采用半微量凱氏定氮法測定，全磷含量采用HClO4H2SO4 消煮- 鉬銻抗比色法測定，全鉀含量采用NaOH 熔融- 火焰光度法測定。

1.4.2 土壤微生物組成

稱取0.33 g 土壤樣品， 經(jīng)冷凍干燥， 使用Fast DNA Spin kit for soil DNA 提取試劑盒（MPBiomedicals 公司，美國），參照試劑盒使用說明提取樣品中的總DNA，并用1% 凝膠電泳檢測所提取DNA 的品質(zhì)，同時用Nano drop 2000 紫外-可見分光光度計（賽默飛世爾科技公司，美國）測定DNA 濃度。

采用PacBio 測序平臺，利用單分子實時測序（SMRT Cell）的方法對marker 基因進行測序。使用16S 全長引物27F（AGRGTTTGATYNTGGCTCAG） 和1492R（TASGGHTACCTTGTTASGACTT），合成帶有Barcode 的特異引物，進行PCR擴增。PCR 反應(yīng)條件：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。用2% 瓊脂糖凝膠電泳檢測反應(yīng)產(chǎn)物。對擴增產(chǎn)物進行純化、定量和均一化，構(gòu)建測序文庫（SMRT bell），將建好的文庫進行質(zhì)檢，再用Pacbio sequel 將質(zhì)檢合格的文庫進行測序。將Pacbio sequel 下機數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括環(huán)形一致性序列（circularconsensus sequencing，CCS） 識別、CCS 長度過濾、去除嵌合體，得到Optimization-CCS 序列，基于Effective Optimization-CCS 劃分分類操作單元（operational taxonomic unit，OUT）， 將OTU 的代表序列與SILVA（細菌）和UNITE（真菌）數(shù)據(jù)庫進行比對，得到每個OTU 對應(yīng)的物種分類信息，利用QIIME 軟件和R 語言等工具進行群落組成、Alpha 多樣性及差異性分析。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)處理與圖表制作，采用SPSS 22.0 軟件進行單因素方差分析（one-way ANOVA）、多重比較（Duncan 法），使用Canoco 5.0 軟件進行土壤理化性質(zhì)與微生物群落結(jié)構(gòu)的冗余分析（redundancy analysis，RDA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 限根栽培寧夏枸杞根域土壤的理化性質(zhì)

從供試的4 個寧夏枸杞品種根域土壤理化性質(zhì)分析結(jié)果可知（表1），通過2 a 的限根栽培（實際樹體為3 年生），土壤中養(yǎng)分含量比定植前明顯提高，表明肥料施用充足。但在相同的水肥管理下，4 個寧夏枸杞品種根域土壤含水量和養(yǎng)分含量存在差異。其中科杞6081 根域內(nèi)土壤的含水量最高，較寧杞1 號、寧杞7 號、科杞6082 分別顯著提高了27.41%、17.72%、16.93%（P ＜ 0.05），寧杞7 號與科杞6082 間無顯著差異（P ＞ 0.05），較寧杞1 號分別顯著提高了8.23% 和8.96%（P ＜ 0.05）?？畦?081、科杞6082 根域內(nèi)土壤的全氮含量顯著高于寧杞1 號、寧杞7 號（P ＜0.05），其中科杞6081 根域內(nèi)土壤的全氮含量較寧杞1 號和寧杞7 號分別顯著提高了37.41% 和24.69%（P ＜ 0.05）， 科杞6082 根域內(nèi)土壤的全氮含量較寧杞1 號和寧杞7 號分別顯著提高了40.82% 和27.78%（P ＜ 0.05）， 且科杞6081 與科杞6082 及寧杞1 號與寧杞7 號間無顯著差異（P ＞ 0.05）。科杞6081 根域內(nèi)土壤的全磷含量最高，較寧杞1 號、寧杞7 號、科杞6082 分別顯著提高了17.96%、15.60%、10.73%（P ＜ 0.05），且寧杞1 號、寧杞7 號、科杞6082 間無顯著差異（P ＞ 0.05）。4 個品種間根域內(nèi)土壤的全鉀含量均無顯著差異（P ＞ 0.05），科杞6081 根域內(nèi)土壤的全鉀含量最高，較寧杞1 號、寧杞7 號、科杞6082 分別高2.31%、4.53%、3.49%。對于各品種根域內(nèi)土壤有機碳含量來說，由高到低排序依次為科杞6082、寧杞7 號、科杞6081、寧杞1號，且科杞6082 與寧杞7 號間及科杞6081 與寧杞1 號間根域內(nèi)土壤的有機碳含量均無顯著差異（P ＞ 0.05）?？畦?081 與寧杞1 號根域內(nèi)土壤的pH 值顯著高于寧杞7 號和科杞6082（P＜ 0.05），較寧杞7 號和科杞6082 分別顯著高0.33 和0.19、0.36 和0.21（P ＜ 0.05），且寧杞1 號與寧杞7 號之間無顯著差異（P ＞ 0.05）。

2.2 限根栽培寧夏枸杞根域土壤的微生物多樣性

Alpha 多樣性反映單個樣品物種相對豐度及物種多樣性，常見的多樣性指數(shù)有Chao1、ACE、Shannon 和Simpson 指數(shù)。其中：ACE 和Chao1指數(shù)被用于衡量物種豐富度，即物種數(shù)量的多少；Shannon 和Simpson 指數(shù)被用于衡量物種多樣性，Shannon 指數(shù)越大，Simpson 指數(shù)越小，說明樣品的物種多樣性越高。由表2 可知，4 個寧夏枸杞品種根域土壤細菌和真菌的4 個多樣性指數(shù)間差異均不顯著（P ＞ 0.05）。根際土壤細菌的ACE 和Chao1 指數(shù)均是寧杞7 號最高，其次是科杞6082，寧杞1 號和科杞6081 略低；4 個寧夏枸杞品種根域土壤細菌的Simpson 指數(shù)相同，均為0.99，Shannon 指數(shù)由大到小依次為科杞6082、科杞6081、寧杞7 號、寧杞1 號，雖然差異不顯著，但可見科杞6081 和科杞6082 根域土壤細菌組成的多樣性高于寧杞1 號和寧杞7 號。根際土壤真菌的ACE 和Chao1 指數(shù)由大到小依次均為科杞6081、寧杞1 號、科杞6082、寧杞7 號，Shannon指數(shù)由大到小依次為寧杞7 號、科杞6081、科杞6082、寧杞1 號，Simpson 指數(shù)由小到大依次為科杞6081、寧杞1 號、科杞6082、寧杞7 號，可知科杞6081 根域土壤真菌多樣性較其他3 個寧夏枸杞品種略高。

2.3 限根栽培寧夏枸杞根域土壤的微生物群落組成

2.3.1 門水平群落組成

各處理中相對豐度排在前10 位的細菌門分布情況見圖1A?？芍?，限根栽培下4 個寧夏枸杞品種根域土壤優(yōu)勢細菌門基本相同，優(yōu)勢細菌相對豐度基本一致，相對豐度在10% 以上的有5 個細菌門，其中，變形菌門Proteobacteria 在門水平上所占比例較大，相對豐度均在35% 以上。寧杞1號、寧杞7 號、科杞6081 和科杞6082 根域土壤中，變形菌門的相對豐度分別為37.3%、37.6%、39.7% 和35.2%，浮霉菌門Planctomycetota 的相對豐度分別為12.9%、13.9%、15.5% 和18.0%，酸桿菌門Acidobacteria 的相對豐度分別為12.5%、12.9%、10.6% 和9.7%。

從圖1B 可以看出，4 個寧夏枸杞品種根域土壤微生物中真菌主要為子囊菌門Ascomycota、壺菌門Chytridiomycota、擔(dān)子菌門Basidiomycota、被孢霉門Mortierellomycota 和毛霉菌門Mucoromycota，但優(yōu)勢真菌的相對豐度存在差異。其中：寧杞1 號、寧杞7 號和科杞6082 的根域土壤中子囊菌門的相對豐度較高，分別為43.2%、60.2% 和47.3%；在科杞6081 的根域土壤中，壺菌門真菌的相對豐度顯著高于其他3 個品種；寧杞7號和寧杞1 號的根域土壤中擔(dān)子菌門的相對豐度高于科杞6081和科杞6082，毛霉菌門的相對豐度則相反。其次，相對豐度排序在前10 位的還有球囊菌門Glomeromycota、油壺菌門Olpidiomycota、隱真菌門Cryptomycota、蟲霉門Entomophthoromycota和芽枝霉門Blastocladiomycota，但相對豐度均不足1%，未在圖中顯示。

2.3.2 屬水平群落組成

進一步對相對豐度分析可知，4 個寧夏枸杞品種根域范圍內(nèi)的土壤細菌屬水平群落組成相似（圖2A），土壤細菌屬水平上平均豐度排名在前10 位的為芽單胞菌科Gemmatimonadaceae 未確定屬、Subgroup 6 屬、MND1 屬、鞘脂單胞菌屬Sphingomonas、OM190 屬、小梨形菌屬Pirellula、Ellin6067 屬、Rokubacteriales 屬、WD2101 屬和溶桿菌屬Lysobacter，可見在屬水平上分類層次不確定和未被命名的占大多數(shù)。在真菌屬水平上（圖2B）：僅科杞6081 根域土壤中盤菌屬Peziza的相對豐度低于1%，其他3 個寧夏枸杞品種的根域土壤中盤菌屬的相對豐度均高于10%；寧杞1 號的根域土壤中被孢霉屬Mortierella 的相對豐度為11.45%，寧杞7 號、科杞6081 和科杞6082 的根域土壤中被孢霉屬的相對豐度分別為7.13%、8.15% 和3.15%；科杞6081 和科杞6082 的根域土壤中地孔菌屬Geopora 的相對豐度低于1%，寧杞1 號和寧杞7 號2 個品種的根域土壤中地孔菌屬的相對豐度分別為5.38% 和10.23%，顯著高于科杞6081 和科杞6082。綜上，4 個寧夏枸杞品種的根域內(nèi)土壤細菌屬水平組成較為近似，真菌屬水平群落組成差異較大，特別是科杞6081 的土壤優(yōu)勢真菌群落組成和豐度表現(xiàn)出與其他品種相對較大的差異。

2.4 限根栽培寧夏枸杞根域土壤理化性質(zhì)與微生物多樣性的關(guān)系

為了進一步研究4 個寧夏枸杞品種根域土壤理化性質(zhì)與微生物多樣性的關(guān)系，使用MonteCarlo 檢驗，對土壤理化指標(biāo)與細菌和真菌門水平群落組成進行了RDA 分析，結(jié)果見圖3。

由圖3A 可知，細菌（門水平）相對豐度與土壤理化指標(biāo)間的RDA 分析結(jié)果能夠解釋79.76%的信息，其中RDA 前2 個排序軸的特征值分別解釋了32.15%、16.04%，較好地反映了細菌（門水平）相對豐度和土壤理化指標(biāo)之間的關(guān)系，可以看出表征土壤養(yǎng)分的全氮含量和有機碳含量與Patescibacteria、浮霉菌門、綠彎菌門Chlorofl 以及擬桿菌門Bacteroidetes 的相對豐度呈現(xiàn)正相關(guān)，科杞6081 和科杞6082 聚集在RDA1 正相區(qū)，可知，與寧杞1 號和寧杞7 號相比，科杞6081 和科杞6082 根域土壤的細菌門水平群落組成更豐富。

圖3B 為真菌（門水平）相對豐度與土壤理化指標(biāo)間的RDA 分析結(jié)果，能夠解釋95.16% 的信息，其中RDA 前2 個排序軸的特征值分別解釋了38.87%、8.88%，較好地反映了真菌（門水平）相對豐度和土壤理化指標(biāo)之間的關(guān)系。可以看出表征土壤理化性質(zhì)的指標(biāo)中，除了有機碳含量以外，其余均與毛霉菌門、芽枝霉門、隱真菌門、擔(dān)子菌門、油壺菌門、被孢霉門和球囊菌門的相對豐度呈現(xiàn)正相關(guān)。從品種分布上看，寧杞7 號分布在子囊菌門和蟲霉門附近，群落組成較為單一。

3 結(jié)論與討論

探究限根栽培對不同寧夏枸杞優(yōu)良品種的影響，對于在寧夏中部干旱地區(qū)大面積生荒地開展農(nóng)業(yè)種植和發(fā)展經(jīng)濟林產(chǎn)業(yè)具有重要意義。研究結(jié)果表明，在相同的限根栽培條件下，4 個寧夏枸杞品種土壤的有機碳、全氮、全磷等養(yǎng)分含量及含水量、pH 值存在差異，說明不同寧夏枸杞栽培品種對土壤的適應(yīng)性存在差異，但根域土壤細菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性差異不大。品種選擇對根域土壤真菌群落組成的影響較大，科杞6081 在土壤理化性質(zhì)和微生物群落組成方面均表現(xiàn)出相對較好的適應(yīng)性。土壤有機碳含量、全氮含量、全磷含量等指標(biāo)對主要細菌、真菌群落組成存在正向影響。

3.1 不同寧夏枸杞品種對根域土壤養(yǎng)分的影響

土壤中的全量養(yǎng)分含量主要取決于植物體中的養(yǎng)分循環(huán)過程和成土母巖類型，植株對土壤水分的吸收直接取決于土壤的水分狀況[19]。白健等[20]研究了限根栽培對蘋果栽培地土壤理化性質(zhì)和根系生長的影響，認為根域調(diào)控可使土壤容重降低，而土壤孔隙度增加，促使土壤干旱時期土壤含水量提高，土壤有機質(zhì)、堿解氮和速效鉀等養(yǎng)分含量均有所增加。這與本研究中限根栽培可提高根域土壤含水量和全量養(yǎng)分含量的結(jié)果一致。限根栽培一定的年限后，植株的生長會受到抑制，植株矮化，葉面積減小，根冠比增大或減小[17，21]。本研究中限根栽培對提高科杞6081 根域土壤含水量和全量養(yǎng)分含量的效果最顯著，這可能是因為限根栽培條件下科杞6081 樹體生長受到一定抑制，吸收的全量養(yǎng)分較少，而寧杞1 號樹體生長最好，吸收根際土壤中的養(yǎng)分較多，從而使留在根域范圍內(nèi)土壤中的水分和全量養(yǎng)分最少。張超博等[22] 的研究結(jié)果表明，限根栽培會使作物生長出更多的細根，從而促進作物根系吸收更多的營養(yǎng)和水分。

土壤有機碳是農(nóng)田碳循環(huán)中的重要組成部分，其含量變化直接影響植株的生長發(fā)育和土壤水分的利用。本研究中發(fā)現(xiàn)限根栽培科杞6082 的根域范圍內(nèi)土壤有機碳含量最高，寧杞1 號根域土壤的有機碳含量最低，這與根域土壤全氮、全磷、全鉀等全量養(yǎng)分含量的表現(xiàn)一致。南雄雄等[23] 的研究結(jié)果表明，以有機肥作為基肥，并在生長季追施化肥能有效改善土壤中速效養(yǎng)分的積累，促進寧夏枸杞生長和果實品質(zhì)提升。土壤pH 值是表征土壤化學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)，對土壤有機質(zhì)分解、微生物活性以及土壤養(yǎng)分的釋放、固定和遷移有重要作用[24]。本試驗是在寧夏揚黃灌區(qū)偏堿性土壤上進行的，并進行常規(guī)的基施有機肥和追施化肥，結(jié)果表明寧杞7 號根域土壤的pH 值最低，可能是由于植物根系分泌物降低了植物根域土壤的pH 值[25]。

3.2 不同寧夏枸杞品種對根域土壤微生物群落的影響

土壤中的細菌和真菌占微生物總含量的90%以上，是土壤有機質(zhì)的分解者和土壤養(yǎng)分動態(tài)的主要調(diào)節(jié)劑，對于維持土壤肥力和土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定有著重要的作用[26]，土壤根際微生物對碳、氮、磷及其他養(yǎng)分元素的活化起到驅(qū)動和調(diào)控的作用。微生物群落組成是多種環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，適宜的溫度、水分和營養(yǎng)條件可以增加土壤微生物群落的多樣性。在門水平和屬水平的群落組成上，限根栽培條件下4 個寧夏枸杞品種微生物群落多樣性間的差異均不顯著，可能是因為4 個寧夏枸杞品種的限根栽培環(huán)境基本一致，不存在環(huán)境異質(zhì)性造成的微生物群落間的差異。在門水平上，4 個寧夏枸杞品種根域土壤細菌群落中變形菌門、浮霉菌門、酸桿菌門為優(yōu)勢菌門。放線菌在土壤中扮演重要角色，土壤中大部分放線菌是有益菌，可以對一些病原菌產(chǎn)生拮抗作用，并在一定程度上促進植物生長。字洪標(biāo)等[27] 發(fā)現(xiàn)，在營養(yǎng)豐富的土壤中變形菌門的相對豐度更高，這是因為變形菌門具有較強的繁殖能力。與其他3 個供試寧夏枸杞材料相比，科杞6081 根域土壤的真菌群落的多樣性較高，變形菌門的數(shù)量最多。

在植物生長期間，不適當(dāng)?shù)墓芾泶胧档臀⑸锒鄻有?，破壞土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能，同時，土壤中有機質(zhì)含量、pH 值和全氮含量等環(huán)境因素變化會影響土壤微生物群落多樣性的變化。枸杞通過根際從土壤中吸收水分和養(yǎng)分，同時將部分代謝產(chǎn)物分泌到土壤中，從而改善土壤微環(huán)境，形成有益于植物自身的根際細菌群落結(jié)構(gòu)，這也是植物、土壤物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境以及土壤中微生物之間復(fù)雜的相互作用的結(jié)果[28]。從細菌和真菌門水平上群落組成與土壤環(huán)境因子的關(guān)系，可以看出限根栽培對枸杞土壤生境的影響，總體來說，土壤全氮含量、全磷含量和有機質(zhì)含量是重要的驅(qū)動因素，限根栽培條件下4 個寧夏枸杞品種對環(huán)境的適應(yīng)能力不同，對環(huán)境因子的變化較敏感。在冗余分析的品種分布上可以看出，科杞6081 富集在表征土壤理化性質(zhì)的指標(biāo)周圍，其他3 個材料則相對較為分散，可知同一限根栽培條件下科杞6081 表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性。

寧夏枸杞是連續(xù)開花結(jié)果的樹種，并存在夏眠期，夏季和秋季不同采摘時期樹體的生長活動對土壤理化性質(zhì)和微生物的影響必然存在差異，限根栽培對寧夏枸杞根域土壤理化性質(zhì)和微生物群落的影響是復(fù)雜的，本試驗中僅對6 月寧夏枸杞頭茬果采收期的土壤微生物群落進行了研究，后續(xù)將深入探究寧夏枸杞樹體生長、根系、土壤環(huán)境因子等與土壤微生物的相互作用機制，以期為困難立地生態(tài)類型區(qū)寧夏枸杞綠色、生態(tài)、高效栽培技術(shù)的研發(fā)推廣提供參考。

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[ 本文編校：聞 麗]

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2020YFD10007）；寧夏重點研發(fā)計劃項目（2021BEF02004）；寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)保護科技創(chuàng)新示范項目（NGSB-2021-2）；寧夏人才專項。