氮肥減施對庫爾勒香梨成熟期果園土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響

摘要：【目的】探究減施氮肥對庫爾勒香梨成熟期果園土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成及多樣性的影響，為減少氮肥施用，改善梨園土壤微生物群落及保障庫爾勒香梨產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供理論依據(jù)?！痉椒ā繉鞝柪障憷嬷仓暝O(shè)置不施肥（N0P0K0）處理、不施氮肥（N0PK）處理、常規(guī)施肥（NPK）處理以及分別較常規(guī)施肥用氮量減少10%（N1PK）、20%（N2PK）、30%（N3PK）3個氮肥減量梯度處理。采用高通量測序技術(shù)，研究香梨園土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成與群落多樣性對氮肥減施的響應(yīng)，并分析香梨園土壤理化性質(zhì)與土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成的相關(guān)性。【結(jié)果】與N0PK處理相比，N1PK、N2PK和N3PK處理中土壤堿解氮含量顯著增加（Plt;0.05，下同）。土壤細(xì)菌群落以放線菌門（Actinobacteria）、變形菌門（Proteobacteria）和厚壁菌門（Firmicutes）為主要優(yōu)勢菌門，N1PK處理下放線菌門的相對豐度較NPK處理增加13.99%；細(xì)菌群落以芽孢桿菌屬（Bacillus）、考克氏菌屬（Kocuria）、鹽單胞菌屬（Halomonas）和節(jié)桿菌屬（Arthrobac-ter）為主要優(yōu)勢菌屬，N2PK處理下節(jié)桿菌屬的相對豐度較NPK處理明顯降低87.50%。N1PK處理下Simpson指數(shù)顯著高于NPK處理，N2PK處理下Chao1指數(shù)、Observed_species指數(shù)最低，較N0PK處理分別降低43.23%、39.01%。主坐標(biāo)分析（PCoA）結(jié)果顯示，第一主坐標(biāo)（PCoA1）和第二主坐標(biāo)（PCoA2）共解釋不同處理間庫爾勒香梨成熟期果園土壤細(xì)菌群落總差異的33.6%，速效鉀含量與Chao1指數(shù)和Observed_species指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.01，下同）；與Goods_coverage指數(shù)呈極顯著正相關(guān)。【結(jié)論】速效鉀是庫爾勒香梨果園土壤細(xì)菌群落多樣性的主要影響因子，在完全施氮基礎(chǔ)上減量10%對果園土壤細(xì)菌的放線菌門相對豐度以及細(xì)菌群落的多樣性有明顯促進(jìn)作用，實(shí)際生產(chǎn)中適宜的氮肥施用量為270 kg/ha。

關(guān)鍵詞：庫爾勒香梨；氮肥減施；細(xì)菌群落；土壤養(yǎng)分

中圖分類號：S661.206文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：2095-1191（2024）10-3071-13

Effects of nitrogen fertilizer reduction on soil bacterialcommunity structure in Korla fragrant pear orchardsat ripening stage

LI Hui-lin1，ZHANG Xi-yu1，SHEN Xing1，HUANG Jing-ru1，LI Wei1，YAN Lin-sen1，CHAI Zhong-ping1，2*

（1College of Resources and Environment，Xinjiang Agricultural University，Urumqi，Xinjiang 830052，China；2Xinjiang Soil and Plant Ecological Processes Laboratory，Urumqi，Xinjiang 830052，China）

Abstract：【Objective】The study aimed to explore the effects of nitrogen fertilizer reduction on the composition and diversity of the bacterial community in the soil（0-20 cm soil layer）of Korla fragrant pear orchards at ripening stage，pro-viding theoretical basis for reducing nitrogen fertilizer application，improving the soil microbial community in pear or-chards，and ensuring the high-quality development of Korla fragrant pear industry.【Method】Treatments were set up for Korla fragrant pear plants，including no fertilization（N0P0K0），no nitrogen fertilizer（N0PK），conventional fertilization（NPK）treatments，as well as 3 nitrogen reduction gradients：nitrogen application reduced by 10%（N1PK），20%（N2PK）and 30%（N3PK）compared to conventional fertilization.High-throughput sequencing technology was employedto study the response of soil bacterial community composition and diversity to nitrogen fertilizer reduction in fragrant pear orchards，and to analyze the correlation between soil physicochemical properties and the structure of soil bacterial commu-nity.【Result】Compared to the N0P0K0 treatment，the content of soil alkali hydrolyzable nitrogen in the N1PK，N2PK and N3PK treatments was significantly increased（Plt;0.05，the same below）.The soil bacterial community was dominated bythe phyla Actinobacteria，Proteobacteria and Firmicutes，and the relative abundance of Actinobacteria under the N1PKtreatment increased by 13.99%compared to the NPK treatment.The dominant bacterial genera were Bacillus，Kocuria，HalomonasandArthrobacter，with the relative abundance of Arthrobacter under the N2PK treatment greatly reduced by 87.50%compared to the NPK treatment with complete nitrogen fertilizer application.The Simpson index under the N1PK treatment was significantly higher than that under the NPK treatment.The Chao1 index andObserved_species index were the lowest under the N2PK treatment，which reduced by 43.23%and 39.01%compared to N0PK treatment respec-tively.The results of principal coordinate analysis（PCoA）showed that the first principal coordinate（PCoA1）and thesecond principal coordinate（PCoA2）together explained 33.6%of the total variation in soil bacterial community in or-chards under different treatments during the ripening stage of Korla fragrant pear.Additionally，the available potassium content was extremely significantly and negatively correlated with the Chao1 index and Observed_species index（Plt;0.01，the same below），while it exhibited an extremely significant positive correlation with the Goods_coverage index.【Con-clusion】Available potassium is the primary factor influencing the diversity of soil bacterial community in Korla fragrant pear orchards.Reducing nitrogen application by 10%on the basis of complete nitrogen fertilizer application greatly pro-motes the relative abundance of Actinobacteria and the diversity of bacterial communities in the orchardsoil.Theappropria-te nitrogen fertilizer application rate is 270 kg/hain actual production.

Key words：Korla fragrant pear；nitrogen fertilizer reduction；bacterial community；soil nutrients

Foundation items：National Natural Science Foundation of China（32360802）；National Innovation and Entrepreneur-ship Training Project for College Students（202310758012）；Xinjiang Modern Agricultural Industrial Technology System Talent Project（XJLGCYJSTX05-2024-03）；Xinjiang“Three Rural Issues”Backbone Talent Project（2022SNGGGCC017）

0引言

【研究意義】微生物是土壤生態(tài)中較活躍的部分，在土壤有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)環(huán)境改善等方面發(fā)揮重要作用，也對植物生長發(fā)育和群落演替具有重要作用（張變?nèi)A等，2019；李春越等，2020）。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)是反映土壤肥力和健康狀況的重要指標(biāo)（林婉奇和薛立，2020），而土壤微生物功能多樣性是土壤微生物群落狀態(tài)和功能的標(biāo)志，可反映土壤微生物的生態(tài)特征（唐海明等，2016）。土壤微生物參與諸多土壤生態(tài)過程并受多種土壤因子影響（陳岳民等，2016）。氮是植物生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素，也是土壤中最常見的限制性元素，氮肥能顯著影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其活性和代謝（Papathodorou et al.，2004）。庫爾勒香梨作為新疆特有的果樹品種，自2000年起種植面積逐年增長，至2020年達(dá)3.1萬ha。近年庫爾勒香梨種植面積增速放緩并略有減少，但整體趨勢保持穩(wěn)定（王春峰等，2024）。由于氮素在作物增產(chǎn)方面效果顯著，因此在實(shí)際生產(chǎn)中果農(nóng)普遍認(rèn)為氮肥施用越多越好，從而導(dǎo)致梨園目前氮肥施用量普遍偏高。氮肥的過量施用不僅造成氮肥利用率下降，還導(dǎo)致梨園土壤和樹體養(yǎng)分失調(diào)，微生物菌群結(jié)構(gòu)失衡，病原微生物累積，植物土傳病害發(fā)病率增加，產(chǎn)量和品質(zhì)降低等一系列問題（汪本福等，2016；吳鳳娉，2016）。因此，研究氮肥減施對庫爾勒香梨成熟期果園土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響，對減少氮肥施用及保障庫爾勒香梨產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】土壤環(huán)境因子的變化會引起土壤微生物群落的變化，而微生物群落的變化也反作用于環(huán)境。趙帆等（2019）研究草莓根際微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性，發(fā)現(xiàn)微生物群落結(jié)構(gòu)受多種土壤環(huán)境因子的影響，其中土壤全氮含量和pH對微生物群落的影響最顯著。張雙雙等（2019）通過對巖溶地區(qū)不同土地利用方式下土壤固碳細(xì)菌群落進(jìn)行研究，結(jié)果表明土壤pH、總氮等土壤因子是影響固碳細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異的主要影響因子。研究表明，單施氮肥不僅能顯著改變細(xì)菌多樣性（Jorquera etal.，2014），還會對土壤細(xì)菌的相對豐度造成差異（Hamer and Chida，2009）。不同氮肥施用量對土壤細(xì)菌數(shù)量的影響不同，Maar-oufi等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，添加低濃度氮可提高微生物生物量，而Chen等（2015）研究發(fā)現(xiàn)氮添加會導(dǎo)致微生物生物量降低。諸多研究表明，大量使用氮肥會導(dǎo)致土壤碳氮比（C/N）失衡并降低光合產(chǎn)物向土壤中的分配，對微生物生存環(huán)境產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而破壞土壤中碳、氮、磷、硫等養(yǎng)分的循環(huán)和轉(zhuǎn)化過程，影響植物生長發(fā)育（Eisenhauer et al.，2017；Ning et al.，2021）。此外，長期施氮會導(dǎo)致整個細(xì)菌群落和單個細(xì)菌群落的組成發(fā)生變化（Rousk et al.，2010）。Zhou等（2015）的研究結(jié)果表明，長期施用氮肥會降低細(xì)菌的生物多樣性和數(shù)量，且濃度較高的氮肥降低更明顯。劉平靜等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，與不施肥處理相比，化肥平衡施用能顯著提高土壤中細(xì)菌數(shù)量、多樣性和豐富度，有利于土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定。蘇夢迪（2022）通過研究高碳基肥減氮施用對重慶豐都植煙土壤微生物多樣性和煙葉品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)高碳基肥減氮施用對改善土壤肥力的效果最優(yōu)，對土壤細(xì)菌多樣性的影響較大，同時也可提高土壤微生物多樣性和豐富度，且不同處理下微生物多樣性和豐富度指數(shù)變化趨勢不同。馬澤躍等（2024）的研究結(jié)果表明，合理控制氮素供給以及調(diào)節(jié)土壤C/N等，能有效改善土壤生物群落結(jié)構(gòu)，有助于保持土壤質(zhì)量穩(wěn)定和微生物區(qū)系的健康狀態(tài)。目前，大量學(xué)者針對氮肥減施對果樹產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響進(jìn)行了廣泛研究，吳志勇等（2017）的研究結(jié)果表明，在等量施用磷鉀肥的條件下，減量配施氮肥10%～20%，不僅能提升土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量，而且在不影響葡萄外觀品質(zhì)的前提下可提升葡萄產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)。陳海寧等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施肥相比，化肥減施處理能顯著改善蘋果葉片功能并顯著提高蘋果產(chǎn)量與品質(zhì)。朱華清等（2023）研究發(fā)現(xiàn)，相較于常規(guī)施肥處理，將氮肥施用量減少10%～20%能有效提升獼猴桃的產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)及施肥效果。【本研究切入點(diǎn)】截至目前，有關(guān)果樹減氮施肥的研究主要集中于對產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益等影響方面，而針對氮肥減施對果園土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)影響的相關(guān)研究尚未充分，有關(guān)氮肥減施對庫爾勒香梨園土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究鮮有報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以10～12年生庫爾勒香梨根際土壤為研究對象，設(shè)置氮肥減施試驗(yàn)處理，采用高通量測序技術(shù)研究香梨園土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成與群落多樣性對氮肥減施的響應(yīng)，并分析香梨園土壤理化性質(zhì)與土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)性，為減少氮肥施用，改善梨園土壤微生物群落及保障庫爾勒香梨產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于庫爾勒市阿瓦提農(nóng)場（41°40′28″N，86°07′12″E）進(jìn)行，該農(nóng)場海拔約900 m，區(qū)域氣候特征為暖溫帶大陸性干旱氣候，當(dāng)?shù)貧鉁啬昶骄禐?0～11℃，年均降水量范圍為50～55 mm，日照時數(shù)2800～3000 h，有效積溫4100～4400℃，年內(nèi)無霜期可達(dá)210～230 d。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的土壤類型屬輕度蘇打鹽化草甸土，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別為20.94 g/kg、0.86 g/kg、62.91 mg/kg、63.95 mg/kg、226.71 mg/kg；pH 7.86。庫爾勒香梨樹齡為10～12年，嫁接砧木為杜梨（Pyrus betulifolia），株行距為2 m×4m，樹體栽植密度為1125株/ha。

1.2試驗(yàn)方法

于2021—2023年連續(xù)3年選取生長勢相似、健康并能正常結(jié)果的植株，設(shè)不施肥（N0P0K0）處理、不施氮肥（N0PK）處理、常規(guī)施肥（NPK）處理及3個氮肥減量梯度處理，分別較常規(guī)施肥用氮量減少10%（N1PK）、20%（N2PK）、30%（N3PK），6個處理的具體施肥量見表1。依據(jù)株行距大小，每處理選取5株香梨，單株香梨作為1個生物學(xué)重復(fù)。

在香梨植株萌芽前施用60%氮肥（尿素，N 46%），N0P0K0和N0PK處理除外，另外40%氮肥在果實(shí)膨大前期追施。磷肥（重過磷酸鈣，P2O5 46%）、鉀肥（硫酸鉀，K2O 51%）作為基肥在萌芽前一次性施入。肥料施用方式為環(huán)狀溝施，施肥溝距主干50～80 cm、寬30 cm、深30～60 cm。肥料施入后，田間管理按常規(guī)進(jìn)行，不同肥料處理間田間管理措施一致。

1.3樣品采集及測定方法

1.3.1土樣采集與處理于香梨成熟期（2023年9月6日）采集土壤樣品。在施肥溝兩側(cè)，去除地表凋落物，采集0～20 cm土層的土樣，將施肥溝兩側(cè)同層的土壤樣品混成1個土壤樣品，對樣品進(jìn)行初步破碎混勻后，將樣品保存于自封袋中，并放入盛有干冰的保鮮箱中運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，去除植物根系和大的石塊后過2 mm篩混勻。將所有樣品各分為2份，1份于4℃冰箱保存并在1周內(nèi)送至上海派森諾生物科技股份有限公司測定土壤微生物群落多樣性，另1份室內(nèi)風(fēng)干，分別過1.00和0.25 mm篩，用于土壤理化性質(zhì)指標(biāo)分析。

1.3.2土壤理化指標(biāo)測定土壤理化指標(biāo)均參照鮑士旦（2000）的方法測定。pH采用pH計測定（水土比為2.5∶1）；電導(dǎo)率（EC）使用電導(dǎo)率儀測定；全氮（TN）、有機(jī)質(zhì)（SOM）、堿解氮（AN）、有效磷（AP）和速效鉀（AK）的含量分別采用半微量凱氏法、重鉻酸鉀外加熱法、堿解擴(kuò)散法、碳酸氫鈉浸提—硫酸鉬銻抗比色法和乙酸銨浸提—火焰光度法測定。

1.3.3樣品DNA提取與PCR檢測使用磁珠法土壤DNAtiqu試劑盒（Omega Bio-Tek，M5635-02），按照說明提取總基因組DNA樣本，保存于-20℃冰箱。分別采用NanoDrop NC2000分光光度計（Thermo Fisher Scientific）和瓊脂糖凝膠電泳檢測提取DNA的數(shù)量和質(zhì)量。選用細(xì)菌16S rDNA V3～V4區(qū)特異性引物（338F：5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3'，806R：5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3'）進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳檢測，切取目的片段，使用Axygen凝膠回收試劑盒回收目的片段。上述操作均委托上海派森諾生物科技股份有限公司完成。

1.3.4高通量測序分析利用Quant-iTPicoGreen dsDNA Assay Kit試劑盒對PCR產(chǎn)物在酶標(biāo)儀（BioTek，F(xiàn)Lx800）上定量后，按照每樣品所需數(shù)據(jù)量混樣。利用Illumina公司的TruSeq Nano DNA LT Library Prep Kit建庫試劑盒進(jìn)行建庫，建庫后進(jìn)行文庫質(zhì)檢與定量，對合格的文庫，利用MiSeq Reagent Kit V3（600 cycles）試劑盒進(jìn)行2×250 bp的雙端測序。上述操作均由上海派森諾生物科技股份有限公司完成。

1.4統(tǒng)計分析

采用Excel 2019對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，運(yùn)用SPSS 27.0進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）。比較不同處理間土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)在門分類水平和屬分類水平上優(yōu)勢物種的相對豐度以及Alpha多樣性指數(shù)的差異性；通過主坐標(biāo)分析（PCoA）和基于Bray-Curtis距離算法分析細(xì)菌群落的Beta多樣性，并通過Permanova檢驗(yàn)方法進(jìn)行組間差異分析。并分別對細(xì)菌群落與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行冗余分析（RDA）；借助Genescloud平臺（https：//www.genes-cloud.cn）分析土壤理化性質(zhì)與細(xì)菌群落的相關(guān)性。

2結(jié)果與分析

2.1氮肥減施對土壤理化性質(zhì)的影響

由表2可知，與N0PK處理相比，N1PK、N2PK、N3PK處理中土壤堿解氮含量顯著增加（rlt;0.05，下同），N3PK處理下有效磷含量顯著降低，N2PK處理顯著降低，N2PK、N3PK處理下pH顯著增加，N1PK、N2PK和N3PK處理下電導(dǎo)率顯著降低。與完全施氮的NPK處理相比，N3PK處理土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著降低，N2PK、N3PK處理土壤堿解氮、有效磷含量顯著降低，N1PK處理pH顯著降低，N1PK、N2PK和N3PK處理電導(dǎo)率顯著降低。

2.2氮肥減施對門分類水平上土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響

挑選相對豐度排名前10的細(xì)菌分析土壤細(xì)菌群落在門分類水平的組成結(jié)構(gòu)（圖1）。由整體菌門的變化可知，庫爾勒香梨成熟期果園土壤中相對豐度大于1.0%的菌門共7種，分別為放線菌門（Actino-bacteria）21.2%～34.7%、變形菌門（Proteobacteria）19.3%～37.9%、厚壁菌門（Firmicutes）9.2%～37.6%、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）3.3%～9.4%、綠彎菌門（Chloroflexi）2.2%～6.7%、擬桿菌門（Bacteroidetes）1.2%～9.3%、酸桿菌門（Acidobacteria）0.9%～6.1%，其余菌門相對豐度均低于1.0%。

放線菌門、厚壁菌門的相對豐度整體上表現(xiàn)為N1PK、N2PK和N3PK處理較N0PK處理有所下降，而變形菌門、擬桿菌門的相對豐度升高。與N0PK處理相比，N1PK處理下厚壁菌門的相對豐度降低幅度最大，為70.32%，說明N1PK處理對土壤厚壁菌門的相對豐度抑制效果最明顯。N1PK處理下放線菌門的相對豐度較NPK處理增加13.99%，說明N1PK對果園土壤放線菌門有一定的促進(jìn)作用，而N2PK處理則較NPK處理降低12.76%，說明N2PK對果園土壤放線菌門會產(chǎn)生一定的抑制作用。與NPK處理相比，N1PK、N2PK和N3PK處理下變形菌門和擬桿菌門的相對豐度升高，而厚壁菌門的相對豐度降低；N2PK處理變形菌門的相對豐度明顯升高96.37%，而N1PK處理厚壁菌門的相對豐度明顯降低75.53%，說明N1PK處理能明顯抑制土壤中厚壁菌門的相對豐度。

2.3氮肥減施對屬分類水平上土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響

選擇相對豐度排名前20的細(xì)菌屬分析土壤細(xì)菌群落組成的屬分類水平變化（圖2）。香梨成熟期果園土壤相對豐度大于1.0%的菌屬共有7種，分別為芽孢桿菌屬（Bacillus）3.9%～9.7%、考克氏菌屬（Kocuria）1.7%～7.2%、鹽單胞菌屬（Halomonas）1.4%～7.1%、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）0.2%～3.6%、S0134_terrestrial_group 0.7%～2.2%、JG30-KF-CM45 0.5%～1.5%、Subgroup_6 0.2%～1.5%，其余菌屬的相對豐度均低于1.0%。

鹽單胞菌屬、JG30-KF-CM45的相對豐度整體上表現(xiàn)為N1PK、N2PK、N3PK處理較N0PK處理有所升高，而考克氏菌屬、節(jié)桿菌屬的相對豐度降低。N2PK處理下節(jié)桿菌屬的相對豐度較N0PK處理明顯降低94.44%，說明N2PK處理對果園土壤節(jié)桿菌屬相對豐度的抑制效果明顯。與NPK處理相比，N1PK、N2PK、N3PK處理下JG30-KF-CM45的相對豐度整體呈增加趨勢，其中N3PK處理較NPK明顯增加114.29%，說明N3PK處理對果園土壤JG30-KF-CM45的相對豐度有較為明顯的促進(jìn)效果；N2PK處理下節(jié)桿菌屬的相對豐度明顯降低87.50%，而鹽單胞菌屬的相對豐度明顯升高153.57%，說明N2PK處理對果園土壤節(jié)桿菌屬的相對豐度抑制效果明顯，而對鹽單胞菌屬的相對豐度促進(jìn)效果明顯。

2.4氮肥減施對土壤細(xì)菌群落多樣性的影響

Alpha多樣性指數(shù)中，Chao1指數(shù)和Observed_species指數(shù)值越高表明群落豐富度越高；Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)值越高表明群落多樣性越高；Pielou_e指數(shù)值越高表明群落越均勻；Goods_cover-age指數(shù)值越高，則樣本中未被檢測出的物種所占比例越少。通過對庫爾勒香梨果園土壤中細(xì)菌群落Alpha多樣性指數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明細(xì)菌16S rRNA測序文庫覆蓋度整體超過96%，表明各處理測序數(shù)據(jù)達(dá)到飽和，其結(jié)果能反映真實(shí)樣本條件。由圖3可知，N1PK、N2PK、N3PK處理下的Goods_coverage指數(shù)較N0PK處理明顯增加，但各處理間無顯著差異（rgt;0.05，下同）。N1PK、N2PK、N3PK處理下的Chao1指數(shù)、Observed_species指數(shù)均低于N0PK處理，其中N2PK處理下Chao1指數(shù)、Observed_species指數(shù)最低，較N0PK處理分別降低43.23%和39.01%。N1PK、N2PK、N3PK處理下的Pielou_e指數(shù)和Simpson指數(shù)較NPK處理明顯增加，且N1PK處理下Simpson指數(shù)顯著高于NPK處理，說明N1PK處理對細(xì)菌群落的多樣性有顯著促進(jìn)作用。

為進(jìn)一步衡量微生物群落結(jié)構(gòu)差異，使用Bray-Curtis距離算法分析細(xì)菌群落的Beta多樣性。由PCoA分析結(jié)果（圖4）可知，不同施肥處理土壤樣品明顯分開，土壤樣品分布在坐標(biāo)軸上的不同區(qū)間，第一主坐標(biāo)（PCoA1）解釋細(xì)菌群落21.6%差異，第二主坐標(biāo)（PCoA2）解釋細(xì)菌群落12.0%差異，二者共解釋不同處理間庫爾勒香梨成熟期果園土壤細(xì)菌群落總差異的33.6%。通過Permanova檢驗(yàn)方法進(jìn)行組間差異分析，各施肥處理間均無顯著差異。減氮對細(xì)菌Beta多樣性無顯著影響，土壤樣品之間較為分散，說明氮肥減施對土壤菌落組成結(jié)構(gòu)影響較弱。

2.5土壤細(xì)菌群落Alpha多樣性指數(shù)與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)分析結(jié)果

將土壤理化性質(zhì)的相關(guān)指標(biāo)的細(xì)菌群落Alpha多樣性指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，由圖5可知，Chao1指數(shù)和Observed_species指數(shù)均與速效鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（rlt;0.01，下同）；Goods_coverage指數(shù)與速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)；Simpson指數(shù)和Pielou_e指數(shù)均與電導(dǎo)率呈極顯著負(fù)相關(guān)。說明速效鉀和電導(dǎo)率對細(xì)菌群落的豐富度、多樣性和均勻度均有抑制作用，速效鉀對群落的檢出率具有促進(jìn)作用。因此，速效鉀是影響細(xì)菌群落Alpha多樣性的主要因子。

2.6門分類水平細(xì)菌群落優(yōu)勢物種與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)分析結(jié)果

RDA分析結(jié)果（圖6）顯示，在門分類水平上，坐標(biāo)軸1（RDA1）和坐標(biāo)軸2（RDA2）分別解釋土壤理化性質(zhì)與細(xì)菌群落變異的54.27%和8.32%，2個坐標(biāo)軸共解釋62.59%的變異，全氮、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH和電導(dǎo)率是影響土壤細(xì)菌群落的主要因素，其中有效磷、pH和電導(dǎo)率對細(xì)菌門分類水平群落影響最大。

挑選相對豐度大于1.0%的細(xì)菌6種菌門與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如圖7所示，放線菌門與速效鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與全氮、有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)。厚壁菌門與電導(dǎo)率呈極顯著正相關(guān)。芽單胞菌門與堿解氮含量顯著正相關(guān)，與pH呈顯著負(fù)相關(guān)，與有效磷含量呈極顯著正相關(guān)。擬桿菌門與電導(dǎo)率呈顯著負(fù)相關(guān)，與pH呈極顯著負(fù)相關(guān)，與有效磷含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。綠彎菌門與電導(dǎo)率呈顯著負(fù)相關(guān)。酸桿菌門與有效磷含量呈顯著正相關(guān)，與pH呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.7屬分類水平細(xì)菌群落優(yōu)勢物種與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)分析結(jié)果

RDA分析結(jié)果顯示，在屬分類水平上，RDA1和RDA2分別解釋了土壤理化性質(zhì)與細(xì)菌群落變異的43.01%和10.69%，2個坐標(biāo)軸共解釋53.70%的變異（圖8），全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH和電導(dǎo)率是影響土壤細(xì)菌群落的主要因素，pH對細(xì)菌屬分類水平群落影響最大，有效磷和電導(dǎo)率次之。

挑選相對豐度大于1.0%的細(xì)菌8個菌屬與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如圖9所示，考克氏菌屬、節(jié)桿菌屬與堿解氮、速效鉀含量均呈極顯著負(fù)相關(guān)，與全氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)。S0134_terrestrial_group、Subgroup_10與有效磷含量呈顯著正相關(guān)，與pH呈極顯著負(fù)相關(guān)。動性球菌屬、Jeotgalibacillus與電導(dǎo)率呈極顯著正相關(guān)。JG30-KF-CM45與pH呈顯著負(fù)相關(guān)，與電導(dǎo)率呈極顯著負(fù)相關(guān)。假單胞菌屬與有效磷含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與pH呈極顯著正相關(guān)。

3討論

3.1氮肥減施對細(xì)菌群落門分類水平的影響

研究表明，氣候條件、土壤理化性質(zhì)、果樹種類和栽培方式均會造成果園土壤微生物群落的差異（Yang et al.，2012），本研究庫爾勒香梨果園中的優(yōu)勢菌門有放線菌門、變形菌門、厚壁菌門、芽單胞菌門、綠彎菌門、酸桿菌門和擬桿菌門。與Ling等（2014）研究發(fā)現(xiàn)的西瓜根際土壤中的優(yōu)勢菌門為厚壁菌門、變形菌門和放線菌門的結(jié)果一致。彭玉嬌等（2020）研究發(fā)現(xiàn)在不同地區(qū)沙田柚果園土壤中優(yōu)勢菌門為變形菌門、厚壁菌門和酸桿菌門；裴廣廷等（2021）研究發(fā)現(xiàn)長期人為干擾下桂西北喀斯特草地優(yōu)勢菌門為變形菌門、放線菌門和酸桿菌門，本研究結(jié)果與之基本一致。放線菌作為植物根際土壤的重要微生物，不僅有利于土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的積累，且能促進(jìn)其他富營養(yǎng)型細(xì)菌生長，具有促進(jìn)植物生長發(fā)育、防治病害的作用（Fierer etal.，2012；楊美玲等，2018）；此外，放線菌門中的細(xì)菌大部分屬于腐生菌，可以分解動、植物殘體，加速養(yǎng)分降解，增加土壤養(yǎng)分，在土壤養(yǎng)分供給中發(fā)揮重要作用（Ciccarelli etal.，2006）。在本研究中，N2PK處理下變形菌門的相對豐度較NPK處理明顯增加，說明N2PK處理對果園土壤變形菌門的相對豐度具有促進(jìn)作用。變形菌門中的細(xì)菌具有固氮作用，在土壤氮素和有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中起重要作用（Liu et al.，2014）。N1PK處理對果園土壤中厚壁菌門的相對豐度有明顯抑制作用。厚壁菌門可參與土壤養(yǎng)分分解，有效促進(jìn)土壤碳循環(huán)（Ring et al.，2013）等作用。酸桿菌門屬嗜酸性細(xì)菌門，適宜生長于可溶性有機(jī)碳含量較低的酸性土壤中（Sul et al.，2013），而本研究中試驗(yàn)區(qū)為偏堿性土壤，猜測不利于酸桿菌門的生長，導(dǎo)致酸桿菌門相對豐度較低，為0.9%～6.1%。

本研究發(fā)現(xiàn)，N1PK處理下放線菌門的相對豐度較NPK處理增加13.99%，說明N1PK對果園土壤放線菌門有一定的促進(jìn)作用，而N2PK處理下放線菌門的相對豐度較NPK處理降低12.76%，說明N2PK對果園土壤放線菌門會產(chǎn)生一定的抑制作用。郭永盛等（2011）通過研究氮肥對荒漠草原土壤微生物種群及微生物量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施用氮肥能提高土壤放線菌數(shù)量；管冠（2012）對不同施肥模式下稻麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和土壤生物學(xué)性狀進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)減施20%氮肥后不會減少土壤放線菌數(shù)量，本研究結(jié)果與之有差異，猜測原因是作物種類及需肥量不同導(dǎo)致。

3.2氮肥減施對細(xì)菌群落屬分類水平的影響

本研究中處于優(yōu)勢地位的菌屬為芽孢桿菌屬、考克氏菌屬、鹽單胞菌屬、節(jié)桿菌屬、S0134_terres-trial_group、JG30-KF-CM45和Subgroup_6。耿宗澤等（2023）研究發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌屬為醇化煙葉的優(yōu)勢菌屬，本研究結(jié)果與之一致。張倩（2021）研究發(fā)現(xiàn)不同施肥處理下核桃果園土壤優(yōu)勢菌屬為節(jié)桿菌屬及其他菌屬；劉肖應(yīng)等（2023）發(fā)現(xiàn)不同施肥模式下設(shè)施土壤抗生素及抗性基因優(yōu)勢菌屬為芽孢桿菌屬，本研究結(jié)果與之一致。芽孢桿菌屬作為一類重要的根際促生菌，能合成并釋放部分植物激素供植物生長，并可誘導(dǎo)植物自身抗性及抑制病原菌生長。此外，芽孢桿菌屬在改善土壤養(yǎng)分狀態(tài)、促進(jìn)植物生長和病菌拮抗方面也發(fā)揮重要調(diào)控作用（Saxena etal.，2020）。芽孢桿菌屬因可以產(chǎn)生對不利條件具有特殊抵抗力的芽孢，因此該菌屬在干旱土壤中占比較高（張曉冰等，2020）?？伎耸暇鷮俸凸?jié)桿菌屬均屬于放線菌門（袁麗杰等，2012；黃逸軒，2020；Cheptsov et al.，2023），在加速土壤養(yǎng)分循環(huán)、促進(jìn)植物生長和防治病害方面具有重要作用。

在香梨成熟期內(nèi)，N2PK處理下節(jié)桿菌屬的相對豐度較NPK處理降低87.50%，但N2PK處理對果園土壤鹽單胞菌屬的相對豐度有明顯促進(jìn)效果，與向芬等（2021）適當(dāng)減氮27.8%處理下茶園土壤中細(xì)菌菌落豐度較高的研究結(jié)果有差異，原因可能是作物種類及土壤理化性質(zhì)不同導(dǎo)致。

3.3土壤細(xì)菌群落與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)分析

本研究通過RDA分析發(fā)現(xiàn)，全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH和電導(dǎo)率均是影響土壤細(xì)菌群落在門分類水平和屬分類水平的主要因素，說明這6個指標(biāo)是影響土壤微生物細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)重要的環(huán)境因素。羅希茜等（2009）研究表明施肥會直接影響土壤理化性質(zhì)、生物活性及微生物群落結(jié)構(gòu)，不同施肥措施對微生物群落影響不同；周運(yùn)來等（2017）研究表明施肥方式和土壤類型等是影響土壤微生物活性及群落多樣性的因素；卞瑩瑩等（2021）研究表明土壤微生物多樣性與土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)，本研究結(jié)果與之一致。

3.4土壤細(xì)菌群落多樣性與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)分析

施肥會直接影響土壤理化性質(zhì)、生物活性及微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響土壤肥力和養(yǎng)分循環(huán)（Orr et al.，2011；索文康等，2022），實(shí)際生產(chǎn)通過適當(dāng)施用氮肥，調(diào)節(jié)土壤理化性狀驅(qū)動土壤生物群落結(jié)構(gòu)（Zhang et al.，2016）。本研究結(jié)果表明，N1PK處理下Simpson指數(shù)較NPK完全施氮處理顯著增加，而N2PK處理對細(xì)菌群落的豐富度有明顯抑制作用，與向芬等（2021）適量減氮能提高茶園土壤中細(xì)菌豐度，尤其是細(xì)菌群落多樣性；汪瑞清等（2022）減氮施肥可以改善土壤理化性狀，促進(jìn)土壤細(xì)菌群落多樣性的研究結(jié)果基本相符。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)N2PK處理下Chao1指數(shù)、Observed_species指數(shù)最低，較不施氮的N0PK處理分別明顯降低43.23%、39.01%，而N1PK處理下Simpson指數(shù)顯著高于NPK處理，與梁滿等（2023）施氮可以提高花生根際微生物群落的豐富度和多樣性的研究結(jié)果不一致，推測原因是作物種類不同從而導(dǎo)致對細(xì)菌群落作用不同。本研究中速效鉀含量與Chao1指數(shù)和Observed_species指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；與Goods_coverage指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與彭玉嬌等（2020）研究發(fā)現(xiàn)速效鉀等是影響細(xì)菌Alpha多樣性的主要因素的研究結(jié)果相似。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)通過合理調(diào)控土壤中速效鉀含量，優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)促進(jìn)土壤生態(tài)健康。

4結(jié)論

速效鉀是庫爾勒香梨果園土壤細(xì)菌群落多樣性的主要影響因子。在完全施氮基礎(chǔ)上減量10%對果園土壤細(xì)菌的放線菌門相對豐度以及細(xì)菌群落的多樣性有明顯促進(jìn)作用，實(shí)際生產(chǎn)中采用氮肥施用量為270 kg/ha較為適宜。

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（責(zé)任編輯李洪艷）