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水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力及细菌群落的(9)
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摘要: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
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 ofP<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。
2.4 水氮耦合氧灌对细菌群落的影响
图4给出了不同处理辣椒根际土壤细菌群落门和纲水平物种的相对丰度(图4)。门水平上相对丰度前5的优势群落为变形菌门(Proteobacteria)(36.01%)、放线菌门(Actinobacteria)(19.67%)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)(13.36%)、绿弯菌门(Chloroflexi)(9.15%)和酸杆菌门(Acidobacteria)(9.02%),累计占比87.21%。图4a表明,处理N2AW1、N2AW2较N2CW1、N2CW2变形菌门的相对丰度增加5.70%和4.92%(P<0.05);处理N1AW2、N2AW2较N1CW2、N2CW2的放线菌门相对丰度增加16.84%和13.37%(P<0.05);与N1CW2和N2CW2相比,处理N1AW2和N2AW2的酸杆菌门相对丰度增加21.65%和29.47%(P<0.05);N1AW2、N2AW1处理的酸杆菌门相对丰度较N1AW1、N2AW1增加24.21%和28.13%(P<0.05);与N1CW1相比,处理N1CW2的放线菌门相对丰度降低13.68%(P<0.05);处理N2AW2的变形菌门相对丰度较N1AW2增加15.32%(P<0.05)。
纲水平上(图4b)相对丰度前5的细菌由高到低为γ-变形杆菌(Gammaproteobacteria)(16.10%)、α-变形杆菌(Alphaproteobacteria)(13.29%)、放线菌(Actinobacteria)(9.98%)、芽单胞菌(Gemmatimonadetes)(7.47%)和δ-变形杆菌(Deltaproteobacteria)(6.58%)。处理N2AW2的γ-变形杆菌相对丰度较N2CW2降低15.75%(P<0.05);与N2CW1、N2CW2相比,N2AW1和N2AW2处理的α-变形杆菌和δ-变形杆菌相对丰度分别增加24.17%和23.73%(P<0.05);与N1AW1相比,N2AW1处理的α-变形杆菌相对丰度增加17.32%(P<0.05)。
图4 不同水氮耦合氧灌处理辣椒根际土壤细菌群落结构Fig.4 Rhizosphere soil bacteriacommunity structureunder pepper cultivation in different oxygen and nitrogen coupled irrigation treatments
2.5 水氮耦合氧灌对氮代谢相关菌属的影响
由表4可知,硝化螺旋菌属、土微菌属和芽孢杆菌属是与氮代谢相关的菌属。与处理N2CW2相比,N2AW2的硝化螺旋菌属(Nitrospira)相对丰度增加24.24%(P<0.05);处理N1AW1、N2AW2较N1CW1、N2CW2的土微菌属(Pedomicrobium)相对丰度分别降低27.05%和22.66%(P<0.05);处理N1AW2、N2AW2较N1CW2、N2CW2的芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度分别增加24.85%和20.11%(P<0.05);与处理N1AW1相比,N2AW1的硝化螺旋菌属(Nitrospira)相对丰度增加22.95%(P<0.05);处理N2AW1较N1AW1的芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度增加34.12%(P<0.05)。交互作用分析表明,单因素下,施氮量对硝化螺旋菌属、芽孢杆菌属有极显著影响,通气量对硝化螺旋菌属、土微菌属、芽孢杆菌属有极显著影响,灌水量对硝化螺旋菌属有显著影响;两因素互作下,施氮量和灌水量对土微菌属有显著影响;三因素互作对氮代谢菌属均无显著影响。
2.6 土壤呼吸、Eh、肥力因子和细菌群落的相关分析
因本试验土壤微生物样品取自辣椒收获阶段,故与收获前一个灌水周期所测土壤通气性指标进行相关分析。由表5可知,土壤Eh与土壤呼吸、Shannon指数、土壤NO3--N、硝化螺旋菌属和芽孢杆菌属呈正相关(P<0.01),与放线菌门呈正相关(P<0.05),与土壤NH4+-N、γ-变形杆菌呈负相关(P<0.05),与土微菌属呈负相关(P<0.01);土壤呼吸与Shannon指数、土壤NO3--N、硝化螺旋菌属呈正相关(P<0.01),与芽孢杆菌属呈正相关(P<0.05),与土壤NH4+-N、土微菌属呈负相关(P<0.05);Shannon指数与土壤NO3--N、放线菌门、硝化螺旋菌属和芽孢杆菌属呈正相关(P<0.01),与γ-变形杆菌、土微菌属呈负相关(P<0.05);土壤NO3--N与硝化螺旋菌属、芽孢杆菌属呈正相关(P<0.01),与土微菌属呈负相关(P<0.05);土壤NH4+-N与放线菌门呈负相关(P<0.05)。综上,土壤通气性显著影响土壤细菌群落结构和土壤肥力,特别是土壤氮代谢菌属。
文章来源:《灌溉排水学报》 网址: http://www.ggpsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0522/801.html