水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力及细菌群落的(3)

1.5.5 测序数据分析

使用Illumina MiSeq测序平台对群落DNA片段进行双端测序，通过质量初筛的原始序列按照index和Barcode信息，进行文库和样本划分，并去除barcode序列。通过QIIME2软件生成有效序列[22]，利用dada2算法[23]对序列进行质量过滤，去噪，合并和去除嵌合体等，质控后产生的每个去重的序列为特征序列。使用QIIME2软件计算细菌群落结构及多样性。选用Greengenes数据库[24]对OTUs代表序列进行物种注释分析，统计样本群落组成。

1.6 统计分析

采用Excel 2016进行数据处理和绘图，数据采用平均值±标准差的形式表示，通过SPSS 22.0统计软件进行皮尔森相关分析，用邓肯新复极差法进行显著性检验和交互作用方差分析，用origin 2018绘制各分类学水平下的群落结构柱状图。

2 结果与分析

2.1 水氮耦合氧灌对土壤通气性的影响

图2为辣椒果实膨大期不同处理土壤溶解氧浓度（Dissolved Oxygen，DO）、氧化还原电位（Eh）和土壤呼吸（Soil Respiration，Rs）的动态变化，预试验结果表明，不同施氮水平对土壤通气性无显著影响，故选择常氮施肥水平进行分析。不同处理土壤DO均呈现灌水后下降，之后逐步回升的趋势（图2a）。其中，处理N2AW2最高，N2CW1最低。灌水后第1天下午，处理N2AW1和N2AW2的土壤DO较N2CW1和N2CW2分别增加16.73%和18.58%（P<0.05）。加氧处理对土壤呼吸有显著增强效果，在灌水后第2天下午最为明显，处理N2AW1和N2AW2较N2CW1和N2CW2显著增加38.78%和46.58%（P<0.05）（图2b）。灌水后不同处理土壤Eh均降至最低，之后逐步回升，各处理回升速度相差不大，灌水后第3天下午处理N2AW1和N2AW2较N2CW1和N2CW2显著增加26.04%和29.09%（P<0.05）（图2c）。本试验中，不同灌水量对土壤DO、Eh和土壤呼吸均无显著影响。

注：↓代表灌水事件。Note: ↓represents irrigation events.图2 不同水氮耦合氧灌处理辣椒土壤通气性变化动态Fig.2 Soil aeration dynamics in different oxygen and nitrogen coupled irrigation treatments underpepper cultivation

2.2 水氮耦合氧灌对根际土壤化学性质的影响

由表3可知，施氮量的提高能显著增加土壤DOC、硝态氮、铵态氮含量，通气量的提高能显著增加了土壤DOC和硝态氮含量。N1水平下，处理AW1和AW2的DOC含量较CW1和CW2分别增加26.40%和28.22%，土壤硝态氮含量增加19.67%和18.46%；N2水平下，处理AW1和AW2的DOC含量较CW1和CW2分别增加20.38%和19.25%，土壤硝态氮含量增加17.49%和17.93%（P<0.05）。

表3 不同水氮耦合氧灌处理对根际土壤化学性质的影响Table 3 Effect of oxygen and nitrogen coupled irrigation treatments on soilchemical properties in rhizosphere处理Treatments可溶性有机碳DOC/(g?kg-1)硝态氮NO3--N/(mg?kg-1)铵态氮NH4+-N/(mg?kg-1) N1CW10. N1AW10. N1CW20. N1AW20. N2CW10. N2AW10. N2CW20. N2AW20. 施氮量Nitrogen amount N24.289**83.960**95.572** 通气量Air void fraction A24.045**47.099**47.950** 灌水量Irrigation volume N× N× A× N×A×

N2水平下，处理CW1、AW1、CW2和AW2的土壤DOC含量较N1相应处理分别增加25.60%、19.62%、29.84%和20.75%（P<0.05），土壤硝态氮含量较N1相应处理分别增加26.87%、24.56%、25.16%和24.59%（P<0.05）。N1水平下，处理AW2较CW2的铵态氮含量降低17.41%；N2水平下，处理AW1和AW2的铵态氮含量较CW1和CW2降低14.28%和11.74%（P<0.05）。N2水平下，处理CW1、AW1、CW2和AW2的铵态氮含量较N1相应处理分别增加25.80%、15.84%、17.85%和25.95%（P<0.05）。交互作用分析可知，单因素下施氮量和通气量对各土壤化学指标均有极显著影响；多因素交互作用对各化学指标均无显著影响。

2.3 水氮耦合氧灌对根际土壤细菌多样性的影响

土壤细菌群落α-多样性指标包括Chao1、Pielou-e、Shannon和Simpson等指数，本文拟采用Shannon和Pielou-e指数表征土壤细菌群落多样性和均匀性（图3）。

注：不同小写字母表示差异显著。Note: The different letters indicate significant differences at the level of P<0.05.图3 不同处理辣椒根际土壤细菌多样性指数Fig.3 Rhizosphere soil bacteria diversity index of pepper under different treatments

由图3可知，不同灌水量和施氮量对Shannon指数无显著影响（P>0.05）。加氧处理的Shannon、Pielou-e指数均显著高于不加氧处理（P<0.05）；处理N1AW2和N1CW2的Pielou-e指数显著高于N1AW1和N1CW1（P<0.05）；处理N2CW1和N2AW1的Pielou-e指数显著高于N1CW1和N1AW1（P<0.05）。说明通气量的提高是显著影响辣椒根际土壤细菌多样性和均匀性的重要因素，不同灌水量和施氮量对细菌多样性无显著影响，但不同通气水平下，低氮高水量和常氮低水量处理能显著影响细菌均匀性。

文章来源：《灌溉排水学报》 网址: http://www.ggpsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0522/801.html