寧夏銀北不同草田輪作模式對細菌群落組成特征的影響

王 靜 程昱潤 肖國舉 畢江濤 張峰舉 許 興

(1.寧夏大學生態環境學院， 銀川 750021； 2.寧夏大學農學院, 銀川 750021)

0 引言

土壤鹽堿化和次生鹽堿化是土壤退化的主要形式，也是生態環境惡化的一種現象。由于土壤質量差，導致作物產量低，這已成為土壤退化中的世界難題[1]。寧夏銀北地區鹽堿地是我國受到土壤次生鹽堿化危害的重點區域，土壤鹽堿化已成為影響寧夏地區農業生產發展的重要因素。該地區由于糧食作物連作方式及化肥施用的不合理，致使土壤有機質含量降低，造成作物產量降低，從而影響了區域內農業生態系統的可持續發展。草田輪作是提高農業土壤質量的栽培耕作方式之一。國內外生產實踐證明，通過合理的草田輪作可以增加作物種類、增強土壤微生物活性、增加土壤微生物群落與種群的多樣性，從而有效提升鹽堿化土壤環境質量，緩解連作引起的連作障礙[2-3]。土壤微生物是農業土壤生態系統的重要組成部分，幾乎參與土壤中的一切生物及生物化學反應[4]，在農業生態系統物質能量轉化過程中起到重要作用，其群落結構和多樣性主要受植物物種組成和土壤養分狀況的影響。細菌是土壤微生物中分布最廣、數量最多的部分，占土壤微生物總數的70%～90%，是土壤養分變化的敏感指標之一。近年來，微生物群落組成及多樣性成為解釋植物-微生物互作機制的熱點問題。不同輪作模式對土壤微生物的影響不盡相同，合理的輪作模式對促進當地農業發展具有重要作用。農田管理(例如，肥料或殺菌劑的應用，周期性灌水和作物輪作等)、植物、土壤類型、地理距離等在很大程度上決定著細菌群落變化[5-7]。輪作可以提高作物產量、抑制土壤疾病的發生[8-9]，也能引起微生物群落的變化[10]，因為不同的物種分泌不同類型的根系分泌物，從而塑造土壤細菌群落結構[7]。不同輪作系統間群落組成、豐度和多樣性存在顯著差異[8]。了解土壤微生物群落及應對不同土地利用方式和管理系統，對選擇適宜的農田管理措施、改善生態系統服務和土壤功能具有重要作用[11-12]。科學合理的輪作模式可以有效緩解因不合理的農作物搭配、耕作方式及施肥等管理措施而引起的土壤環境惡化，增強土壤微生物活性和多樣性，為后續農作物生長提供健康穩定的土壤生態環境。已有研究表明，農業生產中不適宜的輪作、間作和長期的連作易引起土壤可培養細菌數量的顯著下降、土壤微生物多樣性的喪失以及群落結構的明顯改變[13]。土壤微生物群落結構的變化會進一步影響土壤團粒結構、有效養分等理化性質以及土壤酶活性特征，進而改變農業土壤生態系統的養分循環，這不利于后續農作物的健康生長。然而，目前對這些變化機理和影響的研究相對較少[14-15]。

目前，關于紫花苜蓿草田輪作的研究報道相對較多，但大多集中在輪作對農田土壤肥力及產量的影響方面，缺乏紫花苜蓿-作物輪作系統中土壤微生物群落特征的研究，尤其是鹽堿地土壤微生物群落特征。本研究針對寧夏銀北鹽堿地固有不良屬性和該區域種植模式單一等突出問題，選擇寧夏銀北5種草田輪作模式，利用IlluminaHiSeq高通量測序技術，明確不同輪作模式對鹽堿化土壤細菌群落多樣性及組成特征的影響，闡明不同草田輪作模式下鹽堿化土壤細菌群落組成差異及其與土壤環境因子鹽分、pH值、養分、酶活性等的相互關系，以期為鹽堿化區域土壤改良與優化種植制度提供科學支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗區位于寧夏回族自治區石嘴山市平羅縣西大灘核心試驗站，地處寧夏回族自治區銀川北部平原引黃灌區，西臨賀蘭山東麓，東接黃河沖積平原，屬于黃河中上游灌溉地區(38°45′～38°55′N，106°13′～106°26′E)，是我國龜裂堿土集中分布的典型區域，屬典型的溫帶大陸性氣候。年降水量為150～205 mm，年蒸發量2 000 mm以上，年平均氣溫為9.5℃，大于等于0℃積溫在3 350℃·d以上。一般地下水埋深1.5 m左右，地下水主要含硫酸鹽、氯化物，并且普遍含有碳酸氫鈉[14]。研究區土壤為典型的龜裂堿土，根據寧夏回族自治區土壤及中華人民共和國土壤分類體系[16]，寧夏銀北西大灘是我國龜裂堿土的典型代表，試驗區龜裂堿土土層0～40 cm容重1.59 g/cm，黏粒(粒徑小于2 μm)、砂粒(粒徑大于50 μm)和粉粒(粒徑為2～50 μm)質量分數分別為40.45%、27.05%和32.50%，為壤質粘土，基本理化性質見表1。

表1 試驗區土壤基本理化性質

1.2 試驗設計

在寧夏銀北西大灘核心試驗站，選擇一塊已種植4年的紫花苜蓿草地作為試驗樣地，2014年秋季收獲后，將部分面積的苜蓿草地翻耕，并均分為4份，分別種植油葵(HelianthusannuusL.)、甜高粱(Sorghumdochna)、飼料玉米(Zeamays)(分別表示為O、S、C)及未種植作物，苜蓿表示為A，設置為苜蓿-油葵-油葵處理(AO)，苜蓿-甜高粱-甜高粱處理(AS)，苜蓿-飼料玉米-飼料玉米處理(AC)，翻耕未種植作物地為苜蓿-休閑處理(AF)，未被翻耕繼續保持生長的苜蓿地作為苜蓿連作處理(AA)。油葵、甜高粱、飼料玉米分別于2014年5月2日、5月3日和5月4日播種，9月10日、9月20日、9月28日收獲，次年在相同時間種植和收獲，所有處理均不施肥，同時設每3個小區作為3次重復，共設置15個小區，每個小區面積30 m2(6 m×5 m)，小區間距1 m，保護行寬3 m。試驗采用隨機區組設計，采用人工精量點播的方式播種，播種量7.5 kg/hm2，行距45 cm，株距25 cm。播種后及時覆膜，以保證出苗率，待幼苗頂土后去膜。試驗期間的灌水、中耕除草及病蟲害防治等均與當地大田管理方式一致。

1.3 土壤采樣

在作物收獲前采集耕層土壤，先用環刀法在剖面從上至下采集土樣，每個處理3個重復，其余土樣除去殘根和石塊，按照取樣土層分裝入自封袋，同時在自封帶上注明采樣日期、采樣深度及土壤作物輪作順序，樣品帶回實驗室后，風干待測土壤化學指標；土壤微生物的采集，采用抖根法收集耕層土，將根際土壤抖至50 mL離心管中，并迅速置于冰盒中，帶回實驗室封存在-20℃冰箱中待測微生物；土壤容重、含水率均在現場取樣測定，每個處理重復3次。

1.4 測定項目與方法

1.4.1土壤樣品的理化性質測定

1.4.2土壤DNA提取

按照MoBio(Power Soil DNA IslationKit,MoBio,美國)說明書提示的操作步驟提取土壤總DNA，DNA提取完成后，經1%瓊脂糖凝膠電泳測定DNA完整性、Mini Drop測定DNA純度和濃度。將每個樣地的15份DNA樣品隨機取3份等量混勻，分別制成3個平行樣本，于-20℃保存、備用。

1.4.3細菌16S rDNA基因高通量測序

DNA提取完成后，進行PCR擴增及測序。細菌序列的測定采用CAPORASO等[19]的方法，擴增細菌16S rDNA V4區段，引物為515F(5′-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)。DNA擴增參照MAGO等[20]的方法，擴增條件為98℃預變性10 s，50℃退火30 s，72℃延伸60 s，30個循環，72℃延伸5 min。每個樣品3個重復。獲得擴增產物后，進一步通過2%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR產物純化效果，測定純化后PCR產物的濃度。高通量測序由諾禾致源Illumina MiSeq 2500平臺運行(http:∥www.novogene.com/index.php)。

1.4.4DNA數據分析

所測得原始序列截去Barcode序列和引物序列后，經Flash(V1.2.7)拼接獲得原始Tags數據。原始Tags經QIIME(V1.7.0，質控參數為QIIME默認值，參照http:∥qiime.org/scripts/split_libraries.html)過濾處理獲得高質量Tags數據(Clean Tags)，并與數據庫(Gold database,http:∥drive5.com/uchime/uchime_download.html)進行比對(UCHIME Algorithm，http:∥www.drive5.com/usearch/manual/uchime_algo.html)檢測嵌合體序列，最終獲得有效數據(Effective Tags)。測序深度為每個文庫原始reads數不少于4萬條。然后以97%相似性為依據，利用UPARSE pipeline軟件(V7.0.1001)將各序列聚類成為OTUs。為獲得土壤樣品中微生物物種的多樣性信息，使用uclust軟件對所得序列進行聚類，并利用RDP classifier(V2.2)軟件與GreenGene數據庫(http:∥greengenes.lbl.gov/cgi-nph-index.cgi)進行物種注釋，統計每個樣品在各分類水平上的構成。

利用QIIME(V1.8.0)計算香農-威納指數，表示土壤樣品微生物群落α多樣性。相關性分析采用SPSS 19.0軟件處理，利用OriginPro 8軟件制圖。

1.5 數據計算與分析

獲得原始數據后，利用QIIME(V1.8.0)軟件進行分析，包括OTUs的提取、交疊分析、聚類分析和alpha多樣性分析、Beta多樣性分析等。alpha多樣性指數中，Chao-1和Observed species為菌群豐度指數，Chao-1指數計算公式為

(1)

式中Sobs——觀察到的物種數

n1——觀察到的Singletons的種類數

n2——觀察到的Doubletons的種類數

Shannon指數為菌群多樣性指數，計算公式為

(2)

式中H′——Shannon指數

R——樣品中物種的種類數

Pi——第i個物種所占百分比

Simpson指數反映一個種群的優勢度，計算公式為

(3)

采用Excel 2007軟件整理數據，然后用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析，對同一土層不同輪作模式土壤細菌組成和結構進行方差分析，通過典范對應(CCA)分析5種輪作模式下土壤細菌在屬水平的相對豐度特征。

2 結果與分析

2.1 不同草田輪作模式對土壤理化性質的影響

土壤主要理化性質(表1)分析表明，所選樣地原始土壤中含鹽量為3.5 g/kg，pH值為9.0～10.5，堿化度為42.1%，具有鹽堿地的典型特征。全磷質量比平均在0.69 g/kg左右，全氮質量比在0.76 g/kg左右，土壤較為貧瘠，孔隙度差異較大。從不同草田輪作模式對土壤樣品的基本理化參數影響來看，各輪作模式下土壤樣品的速效鉀含量在AS、AC模式中最高，差異顯著(P<0.05)，pH值在AO模式中降低最顯著，差異顯著(P<0.05)，過氧化氫酶含量在AC模式中最高，差異顯著(P<0.05)(表2)。

表2 不同輪作處理條件下的土壤理化性質

2.2 OTU豐度在門水平的變化

5種輪作模式的細菌16S rDNA V4區的Illumina測序共獲得高質量序列15 791～925 409，有效序列50 504～67 549，然后對原始數據拼接，按相似度97%進行聚類分析得到不同輪作模式共有和特有OTUs(圖1)。其中共有2 688個微生物物種(OUTs)，AF模式特有物種224個，AA模式特有物種175個，AO模式特有物種160個，AC模式特有物種276個，AS模式特有物種170個。

對不同輪作模式草田土壤微生物群落組成和結構進行研究，得到每個樣品在門分類水平(Phylum)上最大豐度排名前10位的物種，生成物種相對豐度柱形累加圖(圖2)，從圖中可以看出，不同草田輪作模式土壤樣本中檢測出10個門，分屬變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、浮霉菌門(Planctomycetes)、熱微菌門(Thermomicrobia)，其中還有未知菌門。優勢菌門依次為變形菌門(34.49%)、放線菌門(17.02%)、酸桿菌門(10.96%)、未知菌門(10.57%)、芽單胞菌門(7.62%)、擬桿菌門(4.35%)、厚壁菌門(4.33%)；優勢屬為節桿菌屬(Arthrobacter)、擬桿菌屬(Bacteroides)、產糞菌屬(Faecalibacterium)、鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)、Gaiella、諾卡氏菌屬(Nocardioides)、Subdoligranulum、斯科曼氏球菌屬(Skermanella)、Steroidobacter、熱單胞菌屬(Thermomonas)；優勢種為耐冷節桿菌(Arthrobactercryotolerans)。

2.3 不同草田輪作模式土壤細菌群落在屬水平的豐度變化

基于每種模式中物種的豐度水平，篩選主要菌群進行菌群分類地位聚類(橫向聚類)及樣本聚類(縱向聚類)，利用不同顏色表示主要菌群的相對豐度水平，繪制成熱圖(圖3，一個樣品在某個分類上的Z值為樣品在該分類上的相對豐度和所有樣品在該分類的平均相對豐度的差除以所有樣品在該分類上的標準差所得到的值)，從圖中可以看出，5種不同輪作模式所聚集較多的物種均不同，AF模式為紅色桿菌屬(Rubrobacter)和Opitutus，AA模式聚集較多的為擬桿菌屬和Subdoligranulum，AO模式聚集較多的是芽單胞菌屬，AC模式聚集較多的是熱單胞菌屬和鹽單胞菌屬(Halomonas)，AS模式聚集較多的是假單胞菌屬(Pseudomonas)。

2.4 α多樣性指數

不同草田輪作模式土壤細菌群落多樣性指數Shannon、Simpson和豐富度指數Chao-1、ACE如表3所示，AS模式土壤的Shannon和Simpson指數顯著低于其他模式(P<0.05)，Chao-1指數變化趨勢與Shannon指數基本一致。不同草田輪作模式土壤微生物群落α-多樣性由大到小依次為AF、AA、AO、AC、AS，苜蓿休閑模式土壤微生物群落多樣性相對較高，AS模式土壤微生物群落多樣性相對較低。

表3 不同草田輪作模式土壤樣品alpha多樣性分析

2.5 不同草田輪作模式土壤細菌群落結構主成分分析

對不同草田輪作模式鹽堿地土壤細菌群落結構進行主成分分析，主成分特征值及方差貢獻率如圖4所示，經主成分分析發現，草田輪作模式AF、AC與其他處理結構差異較大。

2.6 不同草田輪作模式細菌群落與環境因子的關系

為了研究不同草田輪作模式細菌群落與環境因子的關系，利用Spearman秩相關來研究12個環境因子與微生物物種豐富度(alpha多樣性)之間的相互變化關系，得到兩兩之間的相關性和顯著性P值，從圖5(圖中*表示差異顯著(P<0.05)，**表示差異極顯著(P<0.01))可以看出，土壤速效鉀、過氧化氫酶對土壤微生物群落結構具有重要作用，其中過氧化氫酶和速效鉀分別與Gaiella呈極顯著相關(P<0.01)，與鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)顯著相關(P<0.05)；過氧化氫酶和pH值分別與嗜鹽囊菌屬(Haliangium)呈顯著相關(P<0.05)，且過氧化氫酶與新鞘氨醇桿菌屬呈顯著相關(P<0.05)，速效鉀與Ramlibater和Opitutus呈顯著相關(P<0.05)。

通過典范對應分析(Canonical correspondence analysis, CCA)5種輪作模式下土壤細菌在屬水平的相對豐度特征發現(圖6)，AO模式下芽單胞菌門、疣微菌門的相對豐度較其他輪作模式顯著升高(P<0.05)。在屬水平上，過氧化氫酶和速效鉀分別與Gaiella呈極顯著相關(P<0.01)，與鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)顯著相關(P<0.05)；過氧化氫酶和pH值分別與嗜鹽囊菌屬(Haliangium)呈顯著相關(P<0.05)，且過氧化氫酶與新鞘氨醇桿菌屬呈顯著相關(P<0.05)，速效鉀與Ramlibater和Opitutus呈顯著相關(P<0.05)。進一步結合土壤理化指標和微生物活性指標分析說明，AO輪作模式的過氧化氫酶活性最強，pH值降低最為顯著，這與AO輪作模式中嗜鹽囊菌屬(Haliangium)多樣性顯著提高有關，說明AO輪作模式較其他模式顯著改善了土壤微生態環境，增加了微生物群落多樣性。

3 討論

土壤細菌作為土壤中最重要的活性組分，不同輪作模式中各作物對土壤細菌多樣性的影響不同[21]。本研究采用高通量測序技術對寧夏銀北地區不同草田輪作模式下鹽堿化土壤細菌群落組成特征及其影響因子進行了分析，發現后茬作物對土壤細菌群落結構有明顯的影響。其他學者也發現了類似規律，如尹國麗等[22]進行了不同草田輪作模式對土壤細菌群落組成特征的研究結果也與本研究相似。通過本研究可以發現，AS模式土壤的細菌多樣性顯著低于其他模式，可能是由于此輪作模式下種植密度大，擾動土壤生境頻繁，導致土壤微生物群落環境不穩定，致使一些特定環境的微生物失去活性。AO模式下芽單胞菌門、疣微菌門的相對豐度較其他輪作模式顯著升高(P<0.05)。在屬水平上，CAT和AK分別與Gaiella呈極顯著相關(P<0.01)，與鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)顯著相關(P<0.05)。結合土壤理化指標和微生物活性指標可以看出，AO輪作模式的過氧化氫酶活性最強，pH值降低最為顯著，這與AO輪作模式中嗜鹽囊菌屬(Haliangium)多樣性顯著提高有關，說明AO輪作模式較其他模式顯著改善了土壤微生態環境，增加了微生物群落多樣性[23]。

本研究發現的各輪作順序豐度較高的菌分別屬于變形菌門、放線菌門、酸桿菌門、厚壁菌門和芽單胞菌門，這一結果與SAPP等[24]、LIU等[25]和侯梅鋒等[26]對土壤細菌的研究結果一致。從優勢菌株的功能看，變形菌門(Proteobacteria)廣泛存在，變形菌門作為細菌中最大的一個門，有研究報道其中許多類群可以進行固氮作用，并且能夠適應各種復雜的環境，因此環境條件的變化對其分布和相對豐度影響不大[25，27]。因其生理特性多種多樣，可以適應多樣的生態環境，包括海洋、咸水環境、堿性和酸性環境，除Betaproteobacteria外，包含所有的嗜鹽細菌，在原生鹽堿土和次生鹽堿土中均有優勢類群[28]，這與本研究結果一致。放線菌是自然界分布最為廣泛的微生物類群之一，參與土壤有機質轉化、土壤結構形成、植物生長素和抗生素分泌[29]。酸桿菌門(Acidobacteria)是一類分布廣、代謝類型豐富的土壤細菌，其遺傳與代謝多樣性與變形菌門和革蘭氏陽性菌有著同樣重要的生態學意義[30-32]。厚壁菌門是我國許多鹽漬化土壤中的優勢菌群[33]，主要由芽孢桿菌綱(Bacilli)、梭菌綱(Clostridia)、丹毒絲菌綱(Erysipelotrichia)及一些不確定的遺傳類群組成。其中芽孢桿菌綱內的物種由于大多可形成抗逆性極強的芽孢，而具有極強的環境適應性，如干旱、鹽堿等環境，因此在生態系統中發揮著重要的生物學作用。有研究表明擬桿菌門對高鹽環境具有較強的抗性，是鹽堿土壤中的優勢種群[34]，在本研究中得到了證實。本研究發現5種草田輪作模式下，土壤微生物代謝活性和功能多樣性隨作物的生長都發生了變化，優勢細菌的作用與土壤功能密切相關。寧夏銀北地區鹽堿化土壤以NaCO3和NaHCO3為主，土壤的pH值普遍在8.5以上。因此，該地區的高鹽堿度很可能導致其耐(嗜)鹽菌具有高耐鹽堿能力。

從屬水平分析，發現5種不同輪作模式聚集較多的物種均不同，AF模式為紅色桿菌屬(Rubrobacter)和Opitutus，AA模式聚集較多的為擬桿菌屬和Subdoligranulum，AO模式聚集較多的為芽單胞菌屬(Gemmatimonas)，AC模式聚集較多的為熱單胞菌屬和鹽單胞菌屬(Halomonas)，AS模式聚集較多的為假單胞菌屬(Pseudomonas)。已有研究表明Gaiella是所有樣本中放線菌門的主要屬[35]，是革蘭氏陽性菌，由ALBUQUERQUE等[36]第一次描述。鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)是一種新型的生物資源，Sphingomonas屬的一個顯著特征是降解多環或單環芳香族化合物(如苯甲酸、水楊酸等)，利用這些芳香族化合物為唯一碳源進行生長[37]，而苯甲酸、水楊酸及其衍生物是根系分泌物中的重要化感物質，由此看來Sphingomonas屬在根際所占比例較大可能與根分泌物中芳香族化合物在根圍土壤中積累有關。根據16S rDNA的序列分析并結合其他生物學性狀分析，嗜鹽囊菌屬是嗜鹽菌的一個分支，具有嗜鹽菌的特性。嗜鹽菌由于生理性質獨特，其體內很多酶在高鹽濃度下保持穩定，具有低營養需求和對高濃度鹽的抗性，提高土壤養分狀況，并為土壤補充肥力和水分，是土壤嗜鹽酶的主要來源[38]。

由于寧夏地處干旱半干旱區，土壤含水率、pH值、有機質含量和氮元素、磷元素含量等諸多因素都影響土壤微生物的空間分布格局[39]。在寧夏銀北鹽堿地實行苜蓿草地作物輪作研究發現，不同輪作模式對土壤全氮影響有較大差異；堿解氮總體上呈下降趨勢；苜蓿草地的作物輪作能夠提高土壤氮、磷有效性。說明草田輪作提高了土壤氮、磷的有效性和活化率。試驗涉及的輪作模式中苜蓿輪作油葵模式可提高土壤全氮、堿解氮、速效磷含量，輪作玉米次之，輪作甜高粱最小，不同草田輪作方式下，第2生長周期不同輪作方式下土壤養分、pH值、酶活性在不同處理間差異顯著。飼料玉米、甜高粱參與輪作方式的土壤酶活性高于作物連作，苜蓿休閑及油葵參與輪作的方式，其中AO輪作模式的過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶活性最強，苜蓿與不同作物輪作方式能夠提高土壤酶活性。

可見，將不同種類作物合理組合后的輪作模式能夠充分全面利用土壤不同深度養分。因此，有必要科學合理地安排草田輪作順序，確定適合當地氣候條件的最佳輪作模式來維持土壤肥力平衡，保持水肥協調和可持續利用，達到增產增收。

4 結束語

變形菌門、放線菌門、酸桿菌門是所有輪作模式中的優勢種類，節桿菌屬是所有輪作模式的優勢屬。苜蓿休閑模式土壤細菌群落α-多樣性相對較高，苜蓿輪作甜高粱模式土壤細菌群落α-多樣性相對較低，其中土壤速效鉀、過氧化氫酶對土壤微生物群落結構具有重要作用。過氧化氫酶和速效鉀分別與Gaiella呈極顯著相關，與鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)呈顯著相關，過氧化氫酶和pH值分別與嗜鹽囊菌屬(Haliangium)呈顯著相關，且過氧化氫酶與新鞘氨醇桿菌屬呈顯著相關，速效鉀與Ramlibater和Opitutus呈顯著相關。AO輪作模式的過氧化氫酶活性最強，pH值降低最為顯著，這與AO輪作模式中嗜鹽囊菌屬(Haliangium)多樣性顯著提高有關。研究發現，采用苜蓿輪作農作物模式可以提高寧夏銀北地區鹽堿化土壤養分及酶活性，并有效改善細菌群落多樣性，其中苜蓿輪作油葵模式細菌群落多樣性顯著高于其他模式，堿性磷酸酶活性和pH值是影響細菌群落結構組成和多樣性最顯著的環境因子。