王 芳，沈舒雨，楊 柳，林妍敏，南雄雄，張俊華

（1.寧夏大學地理科學與規(guī)劃學院，銀川750021；2.教育部中阿旱區(qū)特色資源與環(huán)境治理國際合作聯(lián)合實驗室，銀川750021；3.寧夏林業(yè)研究院股份有限公司，銀川750004；4.國家林業(yè)和草原局枸杞工程技術研究中心，銀川750004；5.寧夏大學生態(tài)環(huán)境學院，銀川750021）

0 引 言

土壤有機碳（SOC）是全球碳循環(huán)中最重要的碳庫之一。采用合理的農業(yè)管理措施，可使全球農業(yè)土壤碳庫提高約0.4～0.9 Pg/a，50年可累積增加24～43 Pg C[1]。根據(jù)功能、周轉時間以及化學屬性的不同，土壤有機碳庫可分為活性庫、慢性庫和惰性庫，而土壤碳庫的動態(tài)變化主要體現(xiàn)在土壤活性碳庫中[2]。盡管活性有機碳只占土壤有機碳總量的一小部分，但能夠在土壤全碳變化之前反映出土壤微小的變化。作為對外界環(huán)境變化響應更敏感的指標，它不僅能對耕作、施肥措施做出快速響應，而且在調節(jié)土壤養(yǎng)分轉化方面也發(fā)揮著重要作用[3,4]。土壤活性有機碳通常用易氧化有機碳（EOC）、水溶性有機碳（DOC）、微生物量碳（MBC）等指標來表征[5]。

枸杞是寧夏優(yōu)勢特色作物，枸杞產(chǎn)業(yè)已成為當?shù)剞r民增收的主要來源之一。葉用枸杞是我國特有的“藥食同源”綠色木本蔬菜，其生育期內養(yǎng)分需求規(guī)律、栽培技術等方面均與傳統(tǒng)枸杞存在很大差別[6,7]。目前葉用枸杞的施肥量大多也是根據(jù)傳統(tǒng)果用枸杞及其他草本葉菜種植經(jīng)驗得出的施肥量，差異較大，且大部分地區(qū)采用粗放的施肥管理模式，施肥時機、種類、數(shù)量均不能與葉用枸杞的養(yǎng)分需求相匹配。寧夏是中國水資源最少的省區(qū)，降雨量、地表水和地下水量都十分貧乏，而葉用枸杞生育期內農戶常用灌水量也遠遠大于其本身生長所需，造成不必要的水資源浪費。不合理的水肥管理方式不但引起嚴重的資源浪費，同時也加劇了環(huán)境污染[8]。因此尋求經(jīng)濟有效的土壤養(yǎng)分管理措施，改善產(chǎn)區(qū)土壤質量，提高土壤肥力和作物生產(chǎn)力，是旱區(qū)葉用枸杞產(chǎn)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)亟待解決的問題。滴灌水肥一體化技術是一種灌溉與施肥融為一體的農業(yè)新技術，可顯著地提高灌溉、施肥效率，提高作物產(chǎn)量品質，從而提高經(jīng)濟效益。因此，成為實施范圍較廣的一種重要的農田管理措施[9]。研究發(fā)現(xiàn)，滴灌施肥對提高土壤活性有機碳有積極的作用，會影響土壤水分分布和碳循環(huán)[1,10]。與常規(guī)施肥相比，滴灌一體化增加了番茄產(chǎn)量，提高了氮肥利用率[11]。目前滴灌水肥一體化技術也逐漸應用在枸杞栽培種植上[12]，根據(jù)當?shù)赝寥捞攸c和枸杞需肥規(guī)律選擇適宜適量的水肥用量是提高肥料利用率和產(chǎn)量的關鍵，施肥方式的重大轉變，該地區(qū)葉用枸杞種植土壤活性有機碳庫將如何響應？目前關于葉用枸杞科學水肥管理措施方面的研究不足，可查閱的文獻資料大多也是根據(jù)傳統(tǒng)果用枸杞種植或其他草本葉菜種植經(jīng)驗獲得的施肥量，且施肥量差異較大。

土壤微生物是土壤養(yǎng)分生物地球化學循環(huán)和發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)功能的驅動者和重要載體[13]，土壤微生物組在氮磷養(yǎng)分遷移轉化等關鍵土壤過程中發(fā)揮了決定性的作用[14]，也是維系陸地生態(tài)系統(tǒng)中植物地上-地下相互作用的紐帶[15]。土壤微生物生物量和群落組成變化驅動著土壤氮磷的轉化，為植物高效利用肥料和生態(tài)平衡提供基礎，是農田生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性的敏感指標[16]。研究表明，不同施肥和土地利用方式可通過改變土壤的微環(huán)境直接或間接影響土壤微生物群落結構、組成及其功能，并且受土壤pH、質地、水分、有機碳含量、養(yǎng)分有效性等因子的驅動[17,18]。因此充分了解不同農田管理措施下土壤微生物調控養(yǎng)分有效性的影響機制，對于實現(xiàn)作物高產(chǎn)優(yōu)質、養(yǎng)分高效利用和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

目前關于葉用枸杞科學施肥管理措施方面的研究鮮見報道，且有關滴灌條件下不同養(yǎng)分組合對葉用枸杞種植土壤微生物多樣性和群落結構變化影響方面的研究尚未見到報道。鑒于此，本文通過田間定位試驗，以葉用枸杞園土壤為研究對象，分析滴灌條件下不同養(yǎng)分組合對葉用枸杞種植土壤肥力和微生物群落特征的影響，為旱區(qū)特色作物養(yǎng)分高效利用和資源可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

田間定位試驗在國家林業(yè)局枸杞工程技術研究中心的枸杞示范基地（35°25′ N，106°10′ E）進行，海拔約1 110 m，試驗區(qū)地處西北內陸，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，晝夜溫差大，年平均降水量180 mm 左右，年蒸發(fā)量1 883 mm 左右，相對濕度45%～60%，年平均氣溫8.5 ℃，雨雪稀少，蒸發(fā)強烈，冬春干旱，四季多風。全年無霜期160～170 d，年平均日照時間2 800～3 000 h，土壤類型為風沙土。2017年3月開始田間試驗。試驗前0～20 cm 土壤的化學性質為：有機質4.83 g/kg，全氮0.41 g/kg，全磷0.56 g/kg，速效氮45 mg/kg，速效磷13.2 mg/kg，速效鉀66 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗在枸杞傳統(tǒng)養(yǎng)分施入量的基礎上，針對葉用枸杞養(yǎng)分攜出比例，對氮磷質量濃度進行調整，將氮素質量濃度設3個水平，分別為40（N1）、60（N2）、80（N3）mg/L；磷素質量濃度設3 個水平，分別為10（P1）、20（P2）、30（P3）mg/L；鉀素質量濃度統(tǒng)一設置為40 mg/L，將人工撒施肥料設為對照（CK，月中旬施肥一次，全年施肥四次，N、P、K 純養(yǎng)分施肥量達到1 402.5、292.5和132 kg/hm2）。試驗共設10個處理，分別為：N1P1（N 40 mg/L，P 10 mg/L）；N1P2（N 40 mg/L，P 20 mg/L）；N1P3（N 40 mg/L，P 30 mg/L）；N2P1（N 60 mg/L，P 10 mg/L）；N2P2（N 60 mg/L，P 20 mg/L）；N2P3（N 60 mg/L，P 30 mg/L）；N3P1（N 80 mg/L，P 10 mg/L）；N3P2（N 80 mg/L，P 20 mg/L）；N3P3 （N 80 mg/L，P 30 mg/L）；CK，每個處理重復3 次，采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積為35 m2（10 m×3.5 m）。每小區(qū)種植5 行枸杞，株行距70 cm×20 cm，種植密度7 萬株/hm2。

試驗期間每個小區(qū)采用滴灌，灌水時間、灌水量均一致，灌水時間從3月底土層解凍后開始，至11月土壤封凍前結束，共計灌水7 500 m3/hm2。N、P、K 肥按照試驗設計質量濃度配置成肥液，全生育期通過比例施肥器隨水施入。供試肥料為尿素（含N 量46%）、磷酸二氫鉀（含K2O 量34%、含P2O5量52%）、硝酸鉀（含K2O 量46%、含N 量14%）。施肥裝置由水源、水表、液壓比例施肥泵、滴灌管、輸配水管等組成。比例施肥泵的進出口直徑為25 mm，流量為20～2 500 L/h，水壓為0.02～0.3 MPa。內置滴灌管直徑為16 mm，壁厚為0.20 mm，工作壓力為50～100 kPa，滴管間距為0.30 m，額定流量為2.0 L/h。在整個生長季，肥料按照試驗設計的質量濃度配置成肥液，通過比例施肥器隨水施入。各處理鋤草、修剪等田間管理均保持一致。供試作物為枸杞“寧杞9 號”（6年生），是國家林業(yè)局枸杞工程技術研究中心采用倍性育種方法選育出的三倍體葉用枸杞新品種，該品種具有生長量大、生長勢強、栽培性能好、適應性強等特性，其植株葉芽鮮嫩、風味良好、營養(yǎng)豐富，適于枸杞芽菜、芽茶的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與利用。

1.3 樣品采集與測定方法

2019年枸杞收獲后采集0～20 cm耕層土壤樣品，各小區(qū)按照S 形5 點采樣。剔除雜物后混合制樣，過2 mm 篩，部分樣品風干后分別過1 mm和0.15 mm，于4 ℃冰箱內保存，用于理化測試與微生物分析。

土壤基本理化性質的測定參考文獻[19]。土壤有機碳采用重鉻酸鉀稀釋熱法；土壤水溶性有機碳采用水浸提法(水土比2∶1)測定，土壤易氧化有機碳采用0.02 M 高錳酸鉀氧化法測定，土壤硝態(tài)氮采用紫外分光光度法，土壤微生物碳采用熏蒸提取法。

土壤微生物群落總DNA 采用E.Z.N.A.? soil DNA kit(Omega Bio-tek， Norcross，GA， U.S.)進行抽提，使用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA 的提取質量，使用NanoDrop2000 測定DNA 濃度和純度。將同一樣本的PCR 產(chǎn)物混合后使用2%瓊脂糖凝膠回收PCR 產(chǎn)物，利用AxyPrep DNA Gel Extraction Kit （Axygen Biosciences， Union City，CA，USA）進行回收產(chǎn)物純化，2% 瓊脂糖凝膠電泳檢測，并用Quantus ?Fluorometer（Promega，USA）對回收產(chǎn)物進行檢測定量。使用NEXTFLEX Rapid DNA-Seq Kit 進行建庫：接頭鏈接；使用磁珠篩選去除接頭自連片段；利用PCR 擴增進行文庫模板的富集；磁珠回收PCR 產(chǎn)物得到最終的文庫。利用Illumina 公司的MiSeq PE300平臺進行測序。

1.4 數(shù)據(jù)分析

根際土壤微生物高通量測序數(shù)據(jù)利用Miseq PE300 平臺分析。具體如下：①物種注釋與評估：利用Uparse（vsesion 7.1http：//drive5.com/uparse/），對97%相似水平下的群落聚類（OTU）進行生物信息統(tǒng)計分析，并通過mothur 指數(shù)分析計算α 多樣性指數(shù)；②物種組成分析：基于tax_summary_a 文件夾中的數(shù)據(jù)表，利用R 語言工具作圖；③樣本比較分析：PCoA（Principal co-ordinates analysis） 即主坐標分析利用R 語言PCoA 統(tǒng)計分析和作圖；④環(huán)境因子關聯(lián)分析：RDA 利用R 語言Vegan 包中RDA 分析和作圖。相關性Heatmap 分析利用軟件R（heatmap package）作圖。⑤Network 網(wǎng)絡分析：單/雙因素相關性網(wǎng)絡分析利用軟件Networkx 進行分析作圖。數(shù)據(jù)利用Excel 2010分析。

2 結果與分析

2.1 不同養(yǎng)分組合對葉用枸杞產(chǎn)量及土壤活性有機碳庫的影響

不同養(yǎng)分組合對葉用枸杞產(chǎn)量及土壤活性有機碳庫的影響如表1所示。添加氮肥、磷肥用量對葉用枸杞的產(chǎn)量有顯著影響（P＜0.01），而氮磷的交互作用對枸杞產(chǎn)量無顯著影響。中、低氮肥用量下，當磷肥用量為30 mg/L 時，處理間差異顯著；中、低磷肥用量下，當?shù)视昧繛?0 mg/L 時，處理間差異顯著。10 個處理中，以N2P3 處理的枸杞產(chǎn)量最高，N3P3處理次之，分別較對照顯著提高43.0%和35.9%。

表1 不同養(yǎng)分組合對葉用枸杞產(chǎn)量及土壤活性有機碳庫的影響Tab.1 Effects of different nutrient combinations on yield of lycium barbarum L and soil active organic carbon pool

與對照（CK）相比，滴灌條件下不同養(yǎng)分配施處理顯著增加土壤有機碳、水溶性有機碳、易氧化有機碳、微生物量碳和硝態(tài)氮含量（P＜0.05）。土壤有機碳含量增幅為33.6%～144.4%，中等氮肥用量下（60 mg/L），土壤有機碳含量總體呈現(xiàn)出隨磷肥用量的增加而增加的趨勢，且處理間差異顯著(P＜0.05)；中、高磷肥用量下（20 mg/L 和30 mg/L），土壤SOC 含量隨著氮肥的增加而顯著增加。所有施肥處理中以N3P3 處理的土壤SOC 含量最大，達到6.77 g/kg，較對照顯著提高144.4%。中等氮肥用量下，水溶性有機碳隨磷肥用量的增加而顯著增加。在高氮肥用量下（80 mg/L），水溶性有機碳隨施磷水平的增加而顯著降低，但3個處理仍顯著高于對照。同一氮肥用量下，土壤易氧化有機碳含量總體表現(xiàn)出隨磷肥用量的增加而逐漸降低的趨勢，除N1P3 處理外，各處理仍高于對照。中、低磷肥用量下（20 mg/L 和10 mg/L），不同施氮水平間差異不顯著，而高磷肥用量下，易氧化有機碳含量隨氮肥的增加而顯著增加（P＜0.05）。中、低氮肥用量下（60 mg/L和40 mg/L），MBC 含量隨磷肥的增加而顯著增加（P＜0.05）。所有施肥處理中以N2P3 處理的MBC 含量最高，幾乎是對照的6倍。隨著氮肥用量的增加，硝態(tài)氮含量明顯增加，N2P2 和N3P2 增加幅度最大。除了土壤易氧化有機碳、硝態(tài)氮和產(chǎn)量指標外，氮、磷的交互作用對土壤有機碳、水溶性有機碳和微生物量碳含量均有顯著影響（P＜0.05）。

2.2 不同養(yǎng)分組合對土壤細菌α 多樣性指數(shù)的影響

不同處理各樣本抽平后的有效序列數(shù)為28594。28個土壤樣本共獲得4 000 個OTUs，將其進行物種分類統(tǒng)計包括：42個門、124 個綱、295個目、468 個科和842 個屬。各處理根際土壤細菌群落的α 多樣性指數(shù)如表2所示。通過比較分析可以看出滴灌條件下不同養(yǎng)分配施處理改變了土壤細菌的豐富度和多樣性。與CK 相比，不同氮磷配施處理Sobs 指數(shù)較對照均有增加的趨勢，其中N1P3、N2P1、N2P2 及N3P2 處理顯著增加，N1P3 處理Sobs 指數(shù)最大，達到1 617，較對照顯著提高23.15%，而N3P3 處理Sobs 指數(shù)與其他氮磷配施處理相比，數(shù)值最低，為1 348。與Sobs 指數(shù)變化趨勢相似，不同氮磷配施處理下Shannon 指數(shù)均有增加，N1P3 處理增加幅度最大，達6.03%，而N3P3 處理的Shannon 指數(shù)最小，較對照顯著降低14.41%。Sobs指數(shù)與Shannon 指數(shù)均在高氮高磷養(yǎng)分組合下數(shù)值最低。高氮肥用量下（90 mg/L），Simpson 指數(shù)隨磷肥的增加而增加，不同施磷水平間差異不顯著；高磷肥用量下（30 mg/L），Simpson 指數(shù)隨氮肥的增加而降低，不同施氮水平間差異不顯著，除N2P2 處理外，各處理均高于對照。Shannon指數(shù)和Simpson 指數(shù)是衡量群落多樣性的重要指標，Shannon指數(shù)越大，表明群落的豐富度和多樣性越高；Simpson 指數(shù)越小，豐富度越大。與CK 相比，N1P2 處理顯著增加了Simpson指數(shù)，表明該處理的群落豐富度最低。

表2 不同養(yǎng)分組合對土壤細菌α 多樣性指數(shù)的影響Tab.2 Effects of different nutrient combinations on α diversity index of soil bacteria

與CK 相比，N2P3 處理顯著增加了Ace 指數(shù)，N2P1 處理顯著增加了Chao 指數(shù)，表明在N2P3 和N2P1 養(yǎng)分組合處理下物種總數(shù)較對照有顯著增加的趨勢。不同氮磷養(yǎng)分組合下代表測序深度的覆蓋度（Coverage）均無顯著差異，反映了本次測序結果能夠代表所有樣本中微生物的真實情況和一致性，可以較為準確的描述樣本的微生物群落信息。

2.3 不同養(yǎng)分組合對土壤細菌群落組成的影響

各處理的根際土壤細菌在門分類水平和屬分類水平的群落組成信息如圖1所示。門分類水平上，各處理間細菌群落結構組成相似性較高， 主要優(yōu)勢菌群包括變形菌門（Proteobacteria，24.24%～55.97%）、放線菌門（Actinobacteria，10.19%～15.13%）、酸桿菌門 （Acidobacteria， 8.18%～15.53%）、綠彎菌門（Chloroflexi，7.05%～13.86%）、芽單胞菌門 （Gemmatimonadetes， 3.08%～16.12%） 、浮霉菌門（Planctomycetes， 3.05%～7.27%）、厚壁菌門（Firmicutes，0.87%～5.02%）、擬桿菌門（Bacteroidetes，1.23%～5.00%）、藍藻門 （Cyanobacteria， 0.10%～7.52%） 、粘球菌門（Myxococcota，1.62%～3.74%），這10 個菌群相對豐度占土壤細菌群落的90%以上，其中變形菌門（Proteobacteria）占比最高。

圖1 門水平和屬水平根際土壤細菌群落組成相對豐度Fig.1 Histograms of relative abundances of bacterial communities in the rhizosphere soil at phylum and genus levels

土壤細菌群落組成變化對不同氮磷養(yǎng)分配施處理的響應存在差異。與傳統(tǒng)人工施肥處理相比，N1P3、N2P1、N2P2、N3P1 處理降低了Proteobacteria 的相對豐度，N1P1 和N3P3 處理降低了Chloroflexi 的相對豐度。滴灌條件下不同的氮磷養(yǎng)分配 施 處 理 下，Actinobacteria、Planctomycetes、Firmicutes 和Myxococcota 的相對豐度均有增加的趨勢，而Acidobacteria、Gemmatimonadetes 和Bacteroidetes 表現(xiàn)出下降趨勢。屬分類水平上，豐度Top 35 的優(yōu)勢屬占總序列相對比例的50%～70%，各處理間優(yōu)勢屬均為假單胞菌屬（Pseudomonas，1.82%～17.07%）、克雷伯氏菌屬（Klwbsiella， 0.50%～19.59%）、Vicinamibacterales（1.93%～6.80%），這些優(yōu)勢菌屬的相對豐度在不同處理間存在較大差異。與CK 相比，N2P1 處理中Pseudomonas 相對豐度有較大幅度下降，不同氮磷養(yǎng)分配施處理的Pseudomonas 相對豐度增加幅度表現(xiàn)為N3P3＞N2P3＞N1P1＞N3P2＞N1P2＞N3P1＞N1P3。與CK 相比，不同氮磷養(yǎng)分配施處理降低了芽單胞菌屬（Gemmatimonas）的相對豐度，而增加了芽孢桿菌屬（Bacillus）的相對豐度。

2.4 土壤細菌群落聚類特征與環(huán)境因子相關性分析

基于Bray_Curtis 距離的PCoA 研討滴灌條件下不同養(yǎng)分配施處理與傳統(tǒng)人工施肥土壤的細菌群落組成的相似性和差異性。圖2 中圖例分別代表不同N 和P 養(yǎng)分組合處理與傳統(tǒng)對照的土壤樣本，PC1 軸和PC2 軸對結果的解釋度分別為23.33%和20.13%。相同處理的樣本并沒有聚集在同一區(qū)域，傳統(tǒng)人工施肥處理與N1P3、N2P1、N2P2、N2P3、N3P1 處理之間并沒有區(qū)分開，說明N1P3、N2P1、N2P2、N2P3、N3P1 處理對細菌群落結構影響較低，N1P1、N1P2、N3P2、N3P3 處理分布遠離傳統(tǒng)人工施肥處理，說明N1P1、N1P2、N3P2、N3P3處理對群落結構影響較大。滴灌條件下不同養(yǎng)分配施處理的樣本之間也未清晰的區(qū)分開，這可能是樣本本身造成的。結果表明，不同N和P養(yǎng)分組合處理的土壤細菌群落組成更加相似，N1P1、N1P2、N3P2、N3P3處理與傳統(tǒng)人工施肥處理的細菌群落組成存在差異。這說明相較于傳統(tǒng)人工施肥，N1P1、N1P2、N3P2、N3P3處理對根際土壤細菌群落組成有更大影響。

圖2 不同氮磷養(yǎng)分組合土壤微生物PCoA圖Fig.2 Principal coordinate analysis(PCoA)of bacterial communities in the rhizosphere of different samples

通過RDA 揭示不同處理根際土壤樣本細菌屬水平群落組成與不同環(huán)境因子之間的相關性（圖3）。結果表明，RDA1可以解釋12.58%的變異，RDA2可以解釋2.72%的變異，第一主軸和第二主軸解釋了細菌總變異量的15.3%。與傳統(tǒng)人工施肥處理相比，不同處理的樣品點沒有明顯分開，其中N3P3 處理與CK 處理在RDA1 軸方向上分開一定距離，如圖所示，N3P3處理位于RDA1 的正半軸，傳統(tǒng)人工施肥處理位于RDA1 的負半軸，N3P3處理與傳統(tǒng)人工施肥處理有明顯分異，說明N3P3處理對微生物群落結構具有一定的影響。易氧化有機碳、水溶性有機碳和硝態(tài)氮之間呈銳角，說明它們呈正相關，并存在一定的協(xié)同作用。土壤微生物量碳、硝態(tài)氮、有機碳、易氧化有機碳和水溶性有機碳與根際土壤細菌群落變化具有明顯的相關性，說明這些環(huán)境因子對根際土壤細菌群落結構多樣性有影響。

圖3 不同氮磷養(yǎng)分組合菌群與環(huán)境因子的RDAFig.3 Redundancy analysis of bacterial community and environmental factors in different samples

通過相關性Heatmap圖分析不同的環(huán)境因子對根際土壤細菌屬水平群落組成的影響（圖4）。Pseudomonas與DOC（r=0.058，p=0.768）、EOC（r=0.360，p=0.061）、MBC（r=0.004，p=0.985）和NO3-N（r=0.240，p=0.220）呈負相關，而與TOC（r=-0.140，p=0.477） 呈正相關；MND1和unclassified_f__Comamonadaceae 與TOC 呈顯著正相關關系；norank_f__norank_o__Ardenticatenales 與EOC 呈顯著負相關關系；Arthrobacter 與Altererythrobacter 分別與TOC 呈顯著和極顯著負相關關系；Bacillus 與DOC 呈顯著正相關；Streptomyces 與MBC 呈顯著正相關關系，而Solirubrobacter 與MBC 呈顯著負相關關系。上述結果表明根際土壤細菌群落受土壤理化性質的影響，這種差異與不同的水肥管理模式和滴灌條件下不同的氮磷養(yǎng)分濃度有關。

圖4 環(huán)境因子與細菌群落組成Spearman相關性熱圖Fig.4 Spearman correlation Heatmap to study the environmental factors and bacterial community composition

2.5 物種相關性網(wǎng)絡分析

選擇分類（屬）水平總豐度前40 的物種進行物種相關性分析，圖5（a）為單因素相關性網(wǎng)絡，根據(jù)物種與物種之間的相關關系繪制網(wǎng)絡圖，用于反映樣本中物種間的相互作用。屬水平相關性網(wǎng)絡圖揭示了不同屬之間具有顯著的相互作用（紅色連線表示正相關，藍色連線表示負相關，連線的粗細代表相關性系數(shù)的大小，線的多少表示節(jié)點之間聯(lián)系的密切程度）。結果表明，土壤Proteobacteria、 Chloroflexi 和Actinobacteria 與其他物種的相關性較密切， 而Armatimonadota、Firmicutes 和Myxococcota 與其他物種的相關性較低。40個菌屬間相關性程度不同，其中有164個呈正相關關系和33 個負相關關系。圖5（b）為雙因素相關性網(wǎng)絡，根據(jù)物種與環(huán)境因子之間的相關關系繪制網(wǎng)絡圖，用于反映樣本中環(huán)境因子與物種間的相互作用。與相關性Heatmap圖分析結果一致，MND1、unclassified_f__Comamonadaceae 與TOC 呈顯著正相關、Bacillus 與DOC 呈顯著正相關、Streptomyces 與MBC 呈顯著正相關，Arthrobacter、Altererythrobacter 與TOC 呈顯著負相關、Solirubrobacter與MBC呈顯著負相關。

圖5 物種相關性網(wǎng)絡分析Fig.5 Network analysis applied to the species

3 討 論

3.1 滴灌不同氮磷養(yǎng)分組合對土壤活性有機碳庫的影響

土壤有機碳是土壤的重要組成部分，不僅在提高土壤肥力和農業(yè)生產(chǎn)力方面有著極為重要的作用，而且作為陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的碳庫，對碳素循環(huán)的平衡也起著重要作用?；诓煌脑囼灄l件，氮素添加對農田碳庫的影響目前尚不存在統(tǒng)一結論。有研究表明，不同施肥處理下土壤有機碳含量與碳儲量存在顯著正相關關系[20]。徐陽春[21]等認為，長期單施化肥不利于土壤有機碳的保持與提高，氮肥的施用雖能促進植物根系生長，但會使土壤碳/氮下降，從而增加原有有機碳和新鮮有機碳的降解，使土壤有機碳含量減少。本研究表明，與傳統(tǒng)人工施肥（CK）相比，隨著氮磷施用量的增加，土壤有機碳含量有不同程度的增加，這與何偉[22]的研究結果相似。本研究條件下，各施肥處理增加了土壤有機碳含量，可能是由于水肥一體化實施過程中將含有低濃度養(yǎng)分的營養(yǎng)液少量多次灌溉于作物根系，改善了枸杞養(yǎng)分利用狀況，減少養(yǎng)分損失，顯著提高了水肥的利用效率，保障土壤根系微生物和作物根系活動具有良好的水、氣、熱條件，在一定程度上有利于微生物大量繁殖和有機物分解，進而利于土壤有機碳的累積。

土壤活性有機碳通常用易氧化有機碳（EOC）、水溶性有機碳（DOC）、微生物量碳（MBC）等指標來表征。Melero[23]等人報道POXC是評價短期和長期土壤管理措施對土壤質量影響最靈敏和最可靠的指示劑。本研究表明，與對照相比，水肥一體化處理總體上增加了土壤EOC、DOC 和MBC 含量。這可能是由于氮、磷的施入，提高了土壤微生物酶活性，進而加快了EOC 分解速率。DOC 易受土壤pH、微生物量及活性、濕度等因素的影響，水肥一體化條件下，土壤DOC 含量較對照顯著提高。養(yǎng)分添加能夠顯著提高植物的光合速率，促進植物生長，提高進入到土壤中枯枝落葉的量和根系分泌物的量，從而導致土壤溶解性有機碳含量增加。土壤MBC 表征土壤微生物活性，與土壤肥力密切相關。微生物生物量碳對氮添加的響應有所差異，楊雪艷[24]等研究表明，水肥一體化可以顯著提高蔗糖田土壤微生物量碳。N2P3 處理的MBC 含量最高，說明合理的氮磷配施能增加土壤微生物量碳的含量。化肥的施用提高了土壤有機碳的分解速率，降低了土壤的C/N比，改善了土壤環(huán)境，從而增強了微生物活性。同時，隨著氮肥用量的增加，土壤硝態(tài)氮含量明顯增加，N3P2 增加幅度最大，說明過量施用氮肥，增加了地下水硝態(tài)氮污染的潛在風險。由此可見，合理的氮磷配比，對于增加土壤碳庫，提升土壤肥力，提高葉用枸杞芽菜產(chǎn)量具有重要意義。

3.2 滴灌不同氮磷養(yǎng)分組合對葉用枸杞根際土壤細菌群落多樣性的影響

根際微生物營養(yǎng)代謝受氮和磷的共同耦合限制，而根際是土壤微生物最活躍的區(qū)域。通過不同的氮磷養(yǎng)分配施，改變土壤的營養(yǎng)環(huán)境，從而影響土壤微生物群落的多樣性和功能[25]。土壤細菌群落受環(huán)境變化的影響較大，與傳統(tǒng)人工施肥相比，N1P3、N2P1、N2P2、N2P3 及N3P1 養(yǎng)分組合處理下物種總數(shù)有顯著增加的趨勢。可以看出，通過不同氮磷養(yǎng)分配施處理改變了土壤微生物的豐富度和多樣性，在氮磷養(yǎng)分處于中低濃度時，土壤中的微生物多樣性較高。這與袁穎紅[26]等人和馮慧芳[27]等人對微生物功能多樣性影響的研究結果相似，說明適量氮的施用能提高土壤微生物的多樣性指數(shù)，而高氮處理則會抑制土壤微生物的多樣性，施磷會間接影響土壤微生物群落的功能多樣性，而過量施磷反而會抑制土壤微生物的代謝活性。與對照相比，N1P3、N2P1、N2P2、N3P1 處理Shannon 呈增加趨勢，但不同養(yǎng)分配施處理間無顯著性差異，這與不同施肥措施導致土壤微生物多樣性產(chǎn)生差異[28]的結果矛盾，與劉雨薇[29]的研究結果一致，這可能是土壤的氮磷累積量在土壤細菌的承受范圍內，因此沒有對土壤微生物產(chǎn)生顯著性影響。傳統(tǒng)人工施肥處理和水肥一體化處理的優(yōu)勢菌群沒有發(fā)生改變，均為變形菌門（Proteobacteria），與對照相比，不同氮磷養(yǎng)分處理變形菌門（Proteobacteria） 存在差異，N1P3、N2P1、N2P2、N3P1 變形菌門（Proteobacteria）存在不同程度的下降，這可能是因為中濃度氮肥和中低濃度磷肥抑制了優(yōu)勢菌的生長。傳統(tǒng)人工施肥處理和水肥一體化處理的屬水平相對豐度發(fā)生顯著變化，優(yōu)勢屬發(fā)生改變，N濃度一定時，隨P 濃度的增加，假單胞菌屬（Pseudomonas）相對豐度升高，克雷伯氏菌屬（Klwbsiella）相對豐度有升高的趨勢，說明假單胞菌屬和克雷伯氏菌屬對磷肥的敏感性較高。但不同氮濃度相對豐度沒有顯著的變化，無法得出優(yōu)勢屬與氮之間是否存在靈敏關系的結論。

通過RDA 分析表明，與CK 相比，N3P3 處理差異顯著，對微生物群落結構具有一定的影響。土壤微生物碳、硝態(tài)氮、有機碳、易氧化有機碳和水溶性有機碳這些環(huán)境因子對根際土壤細菌群落結構影響較小。通過PCoA 分析表明，N1P1、N1P2、N3P2、N3P3 處理對根際土壤細菌群落組成有更大影響。與傳統(tǒng)人工施肥相比，不同氮磷養(yǎng)分配施增加了土壤有效營養(yǎng)元素的含量，為細菌提供充分的養(yǎng)分來源。同時，土壤中的碳、氮水平可以調節(jié)土壤微生物對其利用的能力，增加土壤相關酶的活性，從而影響細菌群落結構[30]。相關性Heatmap 圖分析結果表明，葉用枸杞根際土壤細菌群落受土壤理化性質的影響，不同養(yǎng)分組合因氮磷濃度的不同而對不同細菌菌屬的影響程度不同。物種相關性網(wǎng)絡分析反映出不同處理與細菌群落之間的相互作用，并得到了優(yōu)勢菌屬與環(huán)境因子的關聯(lián)，與崔丙健[31]等人的研究類似，Proteobacteria 和Actinobacteria 與其他物種的相關性較密切。在葉用枸杞根際細菌群落組成中，不同的氮磷養(yǎng)分配施會改變細菌種群的豐富度和多樣性，而菌群與菌群之間也始終維持著密切的相關性。氮磷配施處理下土壤通氣狀況良好，為土壤中細菌菌群提供了良好的活動環(huán)境，改善了土壤肥力，有研究表明[32]，土壤有機碳水平影響著土壤微生物代謝功能多樣性。因此，合理的氮磷配施可以提高土壤有機碳庫水平，增加根際土壤微生物群落的豐富度和多樣性，提高土壤微生物代謝速率，進而提高土壤保肥能力。

4 結 論

（1）滴灌條件下不同養(yǎng)分組合會對土壤碳庫特征與葉用枸杞產(chǎn)量產(chǎn)生不同的調控效應。滴灌條件下不同養(yǎng)分組合能不同程度地提高土壤有機碳含量。各施肥處理的葉用枸杞產(chǎn)量較對照均有不同程度提高?？傮w來說目前60 mg/L 的氮肥用量，配施30 mg/L的磷肥對該地區(qū)葉用枸杞的增產(chǎn)效果最好。

（2）土壤活性有機碳可以快速對由土壤管理和施肥措施引起的有機碳的變化做出響應。與對照相比，水肥一體化處理總體上增加了土壤易氧化有機碳、水溶性有機碳和微生物量碳含量。

（3）不同氮磷配施對葉用枸杞根際土壤細菌群落多樣性和豐富度的作用效果存在差異，中氮肥用量（60 mg/L）和低磷肥用量（10 mg/L）下，葉用枸杞根際土壤細菌群落多樣性和豐富度最高。主要優(yōu)勢門有變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）等。葉用枸杞根際土壤優(yōu)勢屬種類較少，其中克雷伯氏菌屬（Klwbsiella）相對豐度最大，土壤有機碳、易氧化有機碳、水溶性有機碳、微生物碳以及硝態(tài)氮含量的變化影響葉用枸杞根際土壤細菌群落及多樣性變化。