李明 鄭蘭香

摘要：為制定酒莊生產(chǎn)廢水灌溉的可行性、安全性標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù)，以寧夏回族志輝源石（ZHYS）、銀色高地（YSGD）、沃爾豐（WEF）、米擒（MQ）4個酒莊生產(chǎn)廢水灌溉區(qū)綠化帶土壤為研究對象，以清水灌溉區(qū)為對照，分析酒莊生產(chǎn)廢水灌溉對綠化帶土壤微生物群落與土壤理化性質(zhì)的影響，以及廢水灌溉區(qū)土壤理化性質(zhì)和微生物群落之間的關(guān)系。廢水灌溉后，4個酒莊土壤的pH值均升高，部分酒莊綠化帶土壤全鹽、有機(jī)質(zhì)含量較對照組升高，而全磷、速效鉀、速效磷含量降低。對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的分析表明：廢水灌溉使米擒和志輝源石酒莊土壤的香農(nóng)（Shannon）和Chao1指數(shù)降低。2種水質(zhì)灌溉下，優(yōu)勢種群均為變形菌門（Proteobacteria），其次是酸桿菌門（Acidobacteria）和放線菌門（Actinobacteria），其含量分別為26.34%～39.77%、18.77%～31.24%、4.45%～13.13%;廢水灌溉抑制了土壤中變形菌門、酸桿菌門、放線菌門微生物的生長，促進(jìn)了土壤中擬桿菌門（Bacteroidetes）微生物的生長。從屬水平變化來看，廢水灌溉降低了Gp4、Gp6在米擒和志輝源石酒莊的相對豐度，分別降低14.65%、19.69%和17.54%、10.99%。廢水灌溉降低了芽單胞菌屬（Gemmatimonas）在沃爾豐、銀色高地、志輝源石酒莊綠化帶土壤的相對豐度，分別降低23.95%、7.63%、29.67%;提高了Aridibacter的相對豐度，分別提高30.33%、13.44%、6.58%和24.24%。廢水灌溉提高了米擒、沃爾豐、銀色高地酒莊綠化帶土壤中Gp7的相對豐度，分別提高5.56%、24.32%、61.54%。堿解氮含量、電導(dǎo)率、速效鉀含量、全磷含量、pH值是影響綠化帶土壤微生物群落的主要環(huán)境因子。在嚴(yán)格把控廢水水質(zhì)指標(biāo)的情況下，用酒莊生產(chǎn)廢水灌溉綠化帶土壤是可行的。

關(guān)鍵詞：土壤微生物;生產(chǎn)廢水;酒莊;綠化帶;群落;理化性質(zhì)

中圖分類號： S154.3;X703? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）22-0228-08

收稿日期：2021-03-15

基金項(xiàng)目：寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計劃（編號：2019BBF02024）;西夏區(qū)科技局科研項(xiàng)目。

作者簡介：李 明（1980—），女，寧夏中衛(wèi)人，博士，副研究員，主要從事土壤修復(fù)相關(guān)研究。E-mail：lm_y096@126.com。

通信作者：鄭蘭香，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事污水處理與節(jié)水灌溉技術(shù)相關(guān)研究。E-mail：zhenglx@nxu.edu.cn。

我國2018年年用水總量為6 015.5億m3，其中農(nóng)業(yè)用水量占61.4%[1]，淡水資源短缺，環(huán)境問題日益嚴(yán)重，減少農(nóng)業(yè)用水量勢在必行。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水緊張，我國北方地區(qū)分布較多干旱區(qū)域，水資源短缺成為限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素，通常采用污水灌溉、節(jié)水措施來補(bǔ)充農(nóng)田灌溉用水不足的問題[2]。廢水灌溉是目前的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，污水處理技術(shù)日益成熟，處理后的污水達(dá)到國家灌溉水質(zhì)要求后可用于灌溉農(nóng)田、草地園林等。污水灌溉既是污水的資源化利用，也是緩解水資源匱乏的有效措施[3]?；瘜W(xué)需氧量（COD）在10 000 mg/L以上的葡萄酒廢水，屬于高濃度有機(jī)廢水，采用單一的工藝無法使出水達(dá)標(biāo)，國內(nèi)外一般采用組合工藝處理葡萄酒廢水[4]。

目前，相關(guān)研究多集中在城市生活污水、農(nóng)產(chǎn)品加工廢水、農(nóng)村生活用水、養(yǎng)殖廢水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水對土壤養(yǎng)分、微生物群落的影響等方面，這類污水的氨氮和COD含量較高，多環(huán)芳烴、重金屬等有毒有害物質(zhì)在水中含量較少，適用于農(nóng)業(yè)灌溉[4-8]。但是，關(guān)于酒莊廢水灌溉后對土壤各項(xiàng)指標(biāo)的影響，尤其是對土壤微生物群落影響的相關(guān)研究較少。土壤微生物被認(rèn)為是最有潛力的敏感性生物指標(biāo)之一[9]。土壤綜合肥力指數(shù)隨著微生物多樣性指數(shù)的升高呈上升趨勢。因此，研究酒莊生產(chǎn)廢水灌溉對綠化帶土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與土壤理化性質(zhì)的影響具有重要意義。污水灌溉不僅會造成土壤污染，且污水中含有的N、P等營養(yǎng)元素，回灌后也會影響土壤養(yǎng)分含量，對土壤微生物及土壤酶活性產(chǎn)生一定的刺激作用。焦志華等研究發(fā)現(xiàn)，再生水灌溉會使大豆根際土壤中有機(jī)質(zhì)、有效磷含量增加，使土壤酶活性發(fā)生改變，同時再生水也會對大豆根際土壤中細(xì)菌及真菌數(shù)量造成一定的影響[4]。

寧夏回族自治區(qū)作為我國葡萄酒生產(chǎn)核心地區(qū)之一，優(yōu)質(zhì)水資源稀缺，而每年灌溉葡萄以及葡萄酒生產(chǎn)榨季的需水量很大。酒莊生產(chǎn)廢水的大量排放不僅造成區(qū)域環(huán)境污染，而且造成大量水資源的浪費(fèi)。酒莊生產(chǎn)廢水對環(huán)境有2個方面的效應(yīng)：一方面，廢水中含有大量的營養(yǎng)元素，這些元素是植物生長所必需的，如果根據(jù)相關(guān)水質(zhì)要求對酒莊生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，合理灌溉不僅能夠改善土壤環(huán)境、提高土壤肥力，而且還可以通過促進(jìn)土壤微生物的繁殖來影響植物的生長;另一方面，由于葡萄酒生產(chǎn)廢水含有高濃度的有機(jī)污染物，未經(jīng)處理而直接排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，廢水散發(fā)臭味且高色度，須經(jīng)過一定處理達(dá)到國家排放的標(biāo)準(zhǔn)后方才可以排放。本研究采用經(jīng)過處理后的廢水灌溉綠化帶土壤，測定并分析土壤的細(xì)菌群落和土壤理化性質(zhì)的變化規(guī)律，從而探究酒莊廢水處理后灌溉綠化帶對土壤質(zhì)量的影響，以期為酒莊生產(chǎn)廢水再利用安全風(fēng)險評估指標(biāo)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域?qū)儆跍貛Т箨懶詺夂?，處于銀川平原西部邊緣。土壤以礫石土為主，還有風(fēng)沙土、灌淤土以及未被開墾的戈壁荒灘，土壤貧瘠，有機(jī)質(zhì)含量低，透水性較強(qiáng)，土壤持水量低，降水量為150～240 mm。本研究以寧夏賀蘭山東麓米擒（MQ）、沃爾豐（WEF）、銀色高地（YSGD）、志輝源石（ZHYS）4個酒莊綠化帶土壤為研究對象，同時以酒莊生產(chǎn)廢水灌溉區(qū)和清水灌溉綠化帶土壤為對照，分析生產(chǎn)廢水灌溉對綠化帶土壤各項(xiàng)指標(biāo)的影響。綠化帶灌溉為滴灌，酒莊生產(chǎn)廢水經(jīng)一定措施處理后進(jìn)行灌溉，對照灌溉區(qū)則一直采用清水進(jìn)行灌溉。酒莊基本信息及其生產(chǎn)廢水水質(zhì)指標(biāo)如表1、表2所示。寧夏米擒、沃爾豐、銀色高地、志輝源石4個酒莊總排口廢水監(jiān)測到的各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB 5084—2021《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。因此，酒莊總排口廢水水質(zhì)適于灌溉。

1.2 土壤樣品采集及預(yù)處理

2019年9月分別采集4個酒莊的生產(chǎn)廢水灌溉區(qū)和正常灌溉區(qū)的土壤，采樣之前鏟除土壤表面的雜草和草根，每塊采樣地選取有代表性的樣點(diǎn)采集10～30 cm深度的土壤。在同一酒莊進(jìn)行多點(diǎn)采樣后充分混合，分成2個部分裝入無菌密封袋中，一部分土樣保存于4 ℃冰箱中用于測定土壤微生物多樣性，另一部分在室內(nèi)進(jìn)行風(fēng)干處理，揀去土樣中的雜物，用0.25 mm和1 mm的篩網(wǎng)分離土壤，裝入密封袋用于土壤理化性質(zhì)的測定。

1.3 土壤理化性質(zhì)測定

土壤pH值采用pH計測定（土水比為 1 g ∶2.5 mL），全鹽含量采用電導(dǎo)率測定，堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定，重鉻酸鉀容量法（外加熱法）測定有機(jī)質(zhì)含量，凱氏定氮法測定全氮含量，用HClO4-H2SO4鉬銻抗比色法測定全磷含量，NaHCO3浸提法測定速效磷含量，乙酸銨浸提法測定速效鉀含量[10-11]。

1.4 土壤DNA提取

采用的是DNA試劑盒（MoBio PowerSoil DNA Isolation Kit）提取土壤樣品總DNA。DNA片段大小用濃度為1.0%的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測[11-13]。

1.5 Illumina HiSeq測序及數(shù)據(jù)分析

本研究選取細(xì)菌的16S rRNA V4區(qū)基因片段進(jìn)行檢測，引物為515F/806R（5′-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3′/5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′）。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）體系如下：15 μL 高保真聚合酶（New England Biolabs生產(chǎn)）、0.2 μmol/L正反引物、10 ng DNA模板[11，13]。PCR產(chǎn)物檢測回收后進(jìn)行后續(xù)分析。

高通量測序由上海生工Illumina HiSeq 2500平臺運(yùn)行，所測目標(biāo)片段長度為250～300 bp[11-13]。原始數(shù)據(jù)（Tags數(shù)據(jù)）經(jīng)所測得原始序列截去條形碼序列和引物序列后，經(jīng)FLASH（V1.2.7）拼接獲得。通過軟件QIIME處理過濾原始數(shù)據(jù)獲得高質(zhì)量Tags數(shù)據(jù)，并與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對檢測嵌合體序列，獲得有效數(shù)據(jù)。對有效序列進(jìn)行聚類分析，利用RDP classifier（v2.2）軟件[12-16]與Greengenes數(shù)據(jù)庫進(jìn)行物種注釋，以獲得土壤樣品中細(xì)菌群落的多樣性信息。

土壤微生物主要進(jìn)行的是定性分析，即土壤微生物多樣性指數(shù)分析、微生物群落在門水平的變化分析、微生物群落在屬水平的變化分析、聚類分析、微生物群落在門水平相對豐度與土壤環(huán)境因子的冗余度排序分析（RDA）。微生物多樣性指數(shù)分析用來反映微生物群落的多樣性，指數(shù)越大表明群落的復(fù)雜程度也越高;可從門、屬水平來分析微生物群落構(gòu)成差異。經(jīng)過RDA可以檢測土壤環(huán)境、樣品、群落結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析;微生物群落在門、屬水平用物種豐度柱形堆積圖來表示，用R的gplots package軟件進(jìn)行分析;微生物群落在門水平相對豐度與環(huán)境因子相關(guān)性分析，采用RDA法，所用軟件同上。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤理化性質(zhì)

如表3所示，4個酒莊的土壤pH值為9.30～9.58，屬于典型的堿性土壤。各酒莊生產(chǎn)廢水灌溉土壤的pH值均略高于清水灌溉。除了銀色高地酒莊（YSGD）之外，其他3個酒莊廢水灌溉土壤與清水灌溉土壤pH值差異顯著（P<0.05）。除志輝源石酒莊（ZHYS）和沃爾豐（WEF）之外，其他2個采樣地廢水灌溉土壤電導(dǎo)率高于清水灌溉;其中，米擒（MQ）、銀色高地（YSGD）廢水灌溉區(qū)土壤電導(dǎo)率分別比清水灌溉高38.78%和7.87%。速效鉀含量在廢水灌溉土壤中均明顯低于清水灌溉區(qū);其中，沃爾豐（WEF）、志輝源石（ZHYS）廢水灌溉土壤速效鉀含量分別顯著低于清水灌溉區(qū)23.53%和30.81%（P<0.05）。廢水灌溉區(qū)土壤速效磷含量均低于清水灌溉區(qū);其中，沃爾豐（WEF）與志輝源石（ZHYS）廢水灌溉區(qū)速效磷含量分別低于對照組19.0%和5.8%。廢水灌溉的大部分土壤中全磷含量均低于清水灌溉區(qū)，其中志輝源石酒莊（ZHYS）廢水處理土壤全磷含量高于清水灌溉55.32%。米擒酒莊（MQ）與沃爾豐（WEF）酒莊廢水灌溉土壤有機(jī)質(zhì)含量高于清水灌溉土壤31.29%和3.45%（P<0.05）;在銀色高地（YSGD）和志輝源石（ZHYS）廢水灌溉土壤有機(jī)質(zhì)含低于清水灌溉區(qū)，其中志輝源石酒莊（ZHYS）與CK土壤有機(jī)質(zhì)含量差異顯著。米擒酒莊（MQ）廢水灌溉土壤堿解氮含量最高，為17.03 mg/kg，高于對照組73.78%，其他3個酒莊土壤堿解氮含量差異不顯著。

2.2 土壤細(xì)菌多樣本聚類分析

在聚類分析中，樣本之間的距離以樹枝長度表示，當(dāng)樣本聚集到一起時其相似度越高。如圖1所示，將相似性標(biāo)準(zhǔn)值定位0.8，樣本可分成2類：一類是米擒酒莊（MQ、MQ_CK），另一類是志輝源石、沃爾豐、銀色高地酒莊（ZHYS_CK、ZHYS、WEF_CK、WEF、YSGD_CK、YSGD）。廢水灌溉與清水灌溉使得銀色高地酒莊（YSGD、YSGD_CK）土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的差異較大，其他酒莊的2種水灌溉對土壤細(xì)菌群落影響較小。

2.3 土壤微生物多樣性指數(shù)

微生物群落多樣性指標(biāo)包括香農(nóng)指數(shù)（Shannon）、Chaol、辛普森指數(shù)（Simpson）及分類操作單元（OTU），常被用于評價土壤微生物功能多樣性，它們的指數(shù)越高，表明樣品中的物種多樣性程度越高。如表4所示，OTU數(shù)目在米擒酒莊（MQ）廢水灌溉處理中最低;在志輝源石酒莊（ZHYS）廢水灌溉的土壤中OTU數(shù)目顯著少于清水灌溉處理。在米擒（MQ）和志輝源石酒莊（ZHYS）土壤廢水灌溉處理中Shannon指數(shù)低于清水灌溉，且在米擒酒莊（MQ）廢水灌溉的土壤細(xì)菌群落多樣性最低。在米擒（MQ）和志輝源石（ZHYS）酒莊土壤廢水灌溉處理中Chao1指數(shù)低于清水灌溉，且在米擒酒莊（MQ）用廢水灌溉的土壤細(xì)菌群落多樣性最低;Simpson指數(shù)在米擒酒莊（MQ）廢水灌溉土壤中達(dá)到最大值，在WEF、YSGT采樣地Simpson指數(shù)與CK沒有顯著差異。

2.4 土壤微生物群落門相對豐度分析

由圖2可知，4個酒莊廢水灌溉和正常水灌溉土壤中的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)由變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、浮霉菌門（Planctomycetes）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）、疣微菌門（Verrucomicrobia）等42個微生物群落構(gòu)成。

變形菌門的相對豐度最高，占26.34%～39.77%，其次是酸桿菌門和放線菌門，分別占18.77%～31.24%、4.45%～13.13%。與對照相比，廢水澆灌處理使得變形菌門的相對豐度在沃爾豐（WEF）和志輝源石（ZHYS）酒莊土樣中分別增加21.65%、8.82%。酸桿菌門相對豐度在米擒（MQ）、銀色高地（YSGD）、志輝源石（ZHYS）酒莊廢水灌溉土樣中較對照組分別降低13.48%、9.03%、9.18%。放線菌門的相對豐度在米擒（MQ）、沃爾豐（WEF）、銀色高地（YSGD）酒莊廢水灌溉土樣中較對照組分別降低31.75%、5.26%、33.37%。廢水灌溉下，擬桿菌門的相對豐度在米擒（MQ）、沃爾豐（WEF）、銀色高地（YSGD）酒莊相對于清水灌溉增加45.07%、4.40%、9.38%。

2.5 土壤微生物群落屬相對豐度分析

由圖3可知，與對照相比，廢水灌溉降低了Gp4在米擒（MQ）、志輝源石（ZHYS）酒莊的相對豐度，分別降低14.65%、19.69%;廢水灌溉降低了Gp6在米擒（MQ）、銀色高地（YSGD）、志輝源石（ZHYS）酒莊的豐度，分別降低了17.54%、37.28%、10.99%。廢水灌溉提高了鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）在米擒（MQ）和志輝源石（ZHYS）酒莊的相對豐度，分別提高173.76%和3.06%。廢水降低了芽單胞菌屬（Gemmatimonas）在沃爾豐（WEF）、銀色高地（YSGD）、志輝源石（ZHYS）酒莊的相對豐度，分別降低23.95%、 7.63%、 29.67%。廢水灌溉提高了

Aridibacter在4個酒莊土壤的相對豐度，分別提高30.33%、13.44%、6.58%和24.24%。廢水灌溉提高了Gp7在米擒（MQ）、沃爾豐（WEF）、銀色高地（YSGD）酒莊土壤中的相對豐度，分別提高5.56%、24.32%、61.54%，未鑒別的屬相對豐度差異不大。

2.6 冗余度分析

如圖4所示，在志輝源石（ZHYS）酒莊，土壤pH值（P=0.02）、全氮含量（P=0.04）顯著（P≤0.05）影響廢水灌溉土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，土壤堿解氮（AN，P=0.05）、有機(jī)碳含量（SOC，P=0.01）、電導(dǎo)率（EC，P=0.002）顯著影響清水灌溉土壤微生物群落結(jié)構(gòu)（圖4-A）;在米擒酒莊（MQ），土壤堿解氮含量（P=0.05）、有機(jī)碳含量（P=0.04）、pH值（P=0.05）顯著影響廢水灌溉土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，土壤速效鉀含量（AK，P=0.001）顯著影響清水灌溉土壤微生物群落結(jié)構(gòu)（圖4-B）;在銀色高地（YSGD）酒莊，土壤堿解氮含量（P=0.01）顯著影響廢水灌溉土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，全磷（TP，P=0.02）、速效鉀（P=0.008）、有機(jī)碳含量（P=0.05）顯著影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)（圖4-C）;在沃爾豐酒莊（WEF），土壤pH值（P=0.006）顯著影響廢水澆灌土壤微生物多樣性，電導(dǎo)率（EC，P=0.001）、速效鉀（AK，P=0.01）、全氮含量（TN，P=0.05）顯著影響清水灌溉土壤微生物群落結(jié)構(gòu)（圖 4-D）。廢水灌溉和清水灌溉下，土壤堿解氮（P=0.002）、速效鉀（P=0.01）、全磷（P=0.03）含量、電導(dǎo)率（P=0.001）、pH值（P=0.03）對細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響較大（圖4-E）。

3 討論

土壤理化性質(zhì)是評價土壤肥力的重要指標(biāo)。pH值是土壤重要的基本性質(zhì)，會影響土壤的肥力狀況，并且對土壤微生物的活動也有顯著的響應(yīng)。本研究表明，廢水灌溉后土壤的pH值升高。已有的研究通過用再生水灌溉草坪進(jìn)行不同時間長短的比較試驗(yàn)，結(jié)果表明：長期灌溉二級水和三級水，在一定程度上會引起土壤pH值的升高[13]。也有研究發(fā)現(xiàn)再生水灌溉園林綠化灌木，證實(shí)土壤pH值在灌溉處理前后變化并不顯著[14]。這表明，不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、不同試驗(yàn)植物品種、不同灌溉時間等對土壤pH值的影響變化程度不一定相同[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，除了米擒和志輝原石酒莊以外，其他酒莊廢水灌溉對土壤電導(dǎo)率的影響不顯著。Beltrao等研究表明，再生水灌溉的時間越長，土壤的電導(dǎo)率或全鹽量逐漸積累最終必然會導(dǎo)致鹽化產(chǎn)生[16]。因此，在鹽漬化土壤廣泛分布地區(qū)，如果長期采用廢水灌溉應(yīng)該防止土壤鹽分積累的現(xiàn)象發(fā)生。

土壤氮素和磷素含量在不同的灌溉區(qū)均表現(xiàn)出不同的趨勢。也有研究顯示，土壤全氮和全磷含量在各處理間無顯著差異，分析原因可能是不同地區(qū)廢水中氮、磷元素的殘余量存在差異[16]。本研究中，廢水灌溉區(qū)土壤速效鉀、速效磷、全磷（除ZHYS外）含量均低于清水灌溉區(qū)，這與以往研究不同，大量研究結(jié)果表明，再生水灌溉后可以增加土壤的養(yǎng)分含量，再生水灌溉可為綠地土壤提供持久的、低劑量的速效養(yǎng)分[13];這可能是與該地區(qū)污水處理工藝有關(guān)，在今后利用酒莊廢水灌溉中應(yīng)注意對再生水氮、磷、鉀元素及土壤速效養(yǎng)分的監(jiān)測。

在本研究中土壤有機(jī)質(zhì)含量在部分酒莊土壤中有積累的現(xiàn)象，這與已有的研究結(jié)果相似，長期污水灌溉可顯著提高土壤耕層的有機(jī)碳含量[17]。本研究中酒莊土壤有機(jī)質(zhì)含量變化無規(guī)律可循，這可能是由于廢水灌溉時間較短引起的。

在研究廢水灌溉對綠化帶土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響中，微生物多樣性各指數(shù)表現(xiàn)出不同的特征，在所有采樣地中廢水灌溉使得WEF和YSGD的Shannon、Chaol指數(shù)增加，使MQ和ZHYS的Simpson指數(shù)增加。趙加瑞研究表明，農(nóng)村混合污水灌溉處理使土壤細(xì)菌和真菌的 Shannon指數(shù)、Chaol指數(shù)、ACE和Coverage指數(shù)增加，Simpson指數(shù)降低，污水灌溉可增加土壤細(xì)菌整體活性[18]，這與本研究得出結(jié)論不同，可能有以下原因：一是本次研究區(qū)域使用廢水灌溉6年左右，有學(xué)者研究了30年灌溉周期對土壤的影響[19]，本次研究所選取的試驗(yàn)地灌溉周期較短，應(yīng)對水質(zhì)和土壤同時進(jìn)行長期監(jiān)測;二是灌溉方式、土壤質(zhì)量不同。研究證實(shí)微生物豐富度及多樣性與土壤綜合肥力指數(shù)具有極顯著相關(guān)性[20]，土壤肥力隨微生物多樣性提高而提高[21]，因此推測本研究中的廢水與清水相比較，缺乏植物和土壤微生物生長所需的營養(yǎng)元素，應(yīng)注意補(bǔ)充。

在2種水灌溉下，優(yōu)勢種群均為變形菌門，其次是酸桿菌門和放線菌門，分別占26.34%～39.77%、 18.77%～31.24%、4.45%～13.13%，盡管采樣的地點(diǎn)不同，但各樣點(diǎn)間相距不遠(yuǎn)，因此處于相同生態(tài)環(huán)境中的微生物類群具有相似性。李橋的研究中，變形菌門、擬桿菌門、放線菌門、酸桿菌門的序列總和占全部序列的67.28%，這些微生物為優(yōu)勢菌種[22]。研究表明，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)對廢水再利用的響應(yīng)不僅只基于個別微生物種群的響應(yīng)，同時也基于種群間的群體響應(yīng)[23]。

在本研究中廢水灌溉使得變形菌門的相對豐度在沃爾豐（WEF）和志輝源石（ZHYS）酒莊土壤中增加，這說明廢水灌溉通過增加有益菌屬的相對豐度，促進(jìn)土壤中氮元素轉(zhuǎn)化的有關(guān)過程。同時，土壤理化性質(zhì)結(jié)果顯示堿解氮含量在廢水灌溉的沃爾豐（WEF）和志輝源石（ZHYS）酒莊土壤中較清水灌溉土壤中含量低。酸桿菌門可以降解植物殘體、單碳化合物，增加土壤肥力[24]，酸桿菌門的活性受到污水抑制，碳循環(huán)過程受到抑制，其中在米擒（MQ）、銀色高地（YSGD）、志輝源石（ZHYS）酒莊對其抑制作用較強(qiáng);在本研究中放線菌門的相對豐度在米擒（MQ）、沃爾豐（WEF）、銀色高地（YSGD）酒莊廢水灌溉土壤中較對照組分別降低，因此放線菌門生長受到抑制，從而有機(jī)物礦化受到抑制，降低土壤營養(yǎng)元素，這與以往的研究結(jié)果[25]一致，志輝源石（ZHYS）酒莊的廢水灌溉能促進(jìn)土壤放線菌生長。

從細(xì)菌群落在門水平相對豐度與環(huán)境因子的分析表明，細(xì)菌群落受到電導(dǎo)率、速效鉀含量、堿解氮含量的顯著影響。RDA顯示代表鹽分的電導(dǎo)率是影響微生物群落重要的土壤因素。鹽分增加并不利于微生物生存，土壤含鹽量增加使土壤酶、土壤生物活性指標(biāo)明顯降低，并導(dǎo)致土壤生物功能結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，土壤生物功能多樣性指數(shù)下降。因此，酒莊生產(chǎn)廢水灌溉綠化帶植物是可行的，但要做好廢水水質(zhì)的監(jiān)測，要做到使植物正常生長的同時又能高效安全利用地表廢水資源。

4 結(jié)論

（1）酒莊廢水灌溉土壤的pH值和部分土壤電導(dǎo)率都比清水灌溉區(qū)高，因此本研究中土壤鹽堿成分的含量增大，分析其可能的原因是清洗發(fā)酵罐時會加入大量的堿，推測廢水中的堿殘留是導(dǎo)致廢水灌溉土壤 pH值升高的原因，因此酒莊生產(chǎn)廢水灌溉土壤要重點(diǎn)防止發(fā)生土壤次生鹽堿化。

（2）廢水灌溉區(qū)土壤速效鉀、速效磷、全磷含量（除ZHYS外）均低于清水灌溉區(qū)，酒莊廢水灌溉后土壤綜合肥力呈現(xiàn)了小幅度下降。

（3）廢水灌溉使得微生物多樣性的Shannon指數(shù)在2個酒莊的樣品中降低。2種水質(zhì)灌溉下，優(yōu)勢種群均為變形菌門、酸桿菌門和放線菌門。廢水灌溉在一定程度上抑制了細(xì)菌群落多樣性。相同的采樣地中的微生物群落相似性較高。酒莊廢水灌溉改變了綠化帶土壤中細(xì)菌在屬水平上各物種的相對豐度。

（4）堿解氮含量、電導(dǎo)率、速效鉀含量、pH值、全磷含量是影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子。

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