水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力及细菌群落的(8)

1.5.3 土壤化学性质测定

利用2 mol/L KCL溶液浸提土样，硝态氮（NO3--N）利用紫外分光光度法测定，铵态氮（NH4+-N）利用靛酚蓝比色法测定；采用重铬酸钾—容重法测定土壤可溶性碳（DOC）含量。测定方法参照鲁如坤[21]。

1.5.4 土壤DNA提取和测序

使用OMEGA M5635-02试剂盒提取样品基因组DNA，并通过1.2%琼脂糖凝胶电泳检测DNA提取质量，在离心管中使用无菌水稀释样品至1 ng/μL。以稀释后的基因组DNA为模板，使用带有条形码（Barcode）的特异引物对细菌16S rRNA基因的V3-V4区进行PCR扩增。选择通用引物（338F：ACTCCTACGGGAGGCAGCA，806R：GGACTACHVGGGTWTCTAAT）为细菌基因V3-V4区引物。PCR扩增采用全式金公司的Pfu高保真DNA聚合酶，确保同批样本扩增条件一致。PCR扩增体系（25μL）：5×reaction buffer 5μL，5×GC buffer 5μL，dNTP（2.5 mM）2μL，Forwardprimer（10μM）1μL，Reverseprimer（10μM）1μL，DNA Template 2μL，ddH2O 8.75μL，Q5 DNA Polymerase 0.25μL。PCR扩增条件为：98 ℃初始变性2 min，25～30个循环包括（98 ℃，15 s；55 ℃，30 s；72 ℃，30 s；72 ℃，5 min），之后进行PCR产物的混样和纯化，纯化后进行文库的构建和上机测序。

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。

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