聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二酯生物降解膜對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響

摘 要 為探究聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二酯[（Poly（butylene adipate-co-terephthalate），PBAT]生物降解膜對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響，選取甜菜、番茄、玉米、馬鈴薯、花生和棉花6種作物，分別鋪覆PBAT膜和傳統(tǒng)PE膜種植，收獲期前采集膜下土壤，測(cè)定理化性質(zhì)，通過(guò)16S rDNA高通量測(cè)序解析土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異和菌群組成及預(yù)測(cè)群落功能。結(jié)果表明：同一作物（除棉花外）2種膜下的土壤理化性質(zhì)之間無(wú)明顯差異。所有處理土壤細(xì)菌群落多樣性豐富，同一作物2種膜下的多樣性指數(shù)（棉花組譜系多樣性例外）均無(wú)顯著差異（Pgt;" 0.05）。細(xì)菌群落中豐度占比較高的門(mén)有Proteobacteria、Bacteroidetes、Acidobacteria、Actinobacteria等，屬有H16、Pontibacter、Arenimonas等。多數(shù)細(xì)菌門(mén)、屬豐度占比在同一作物2種膜下無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。化能異養(yǎng)、需氧化能異養(yǎng)、硝化作用、好氧氨氧化、含硫化合物的呼吸作用等菌群功能豐度相對(duì)較高。多數(shù)細(xì)菌群落功能相對(duì)占比在同一作物2種膜下無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。部分土壤理化性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)細(xì)菌菌群呈極顯著（Plt;0.01）相關(guān)或顯著（Plt;0.05）相關(guān)。同種作物鋪覆PBAT生物降解膜和PE膜對(duì)土壤的理化性質(zhì)和細(xì)菌群落的影響基本無(wú)顯著差異。

關(guān)鍵詞 聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二酯；地膜；生物降解；細(xì)菌群落；高通量測(cè)序

地膜覆蓋因具增溫保墑、除草、促早熟、增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)[1]，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵措施。中國(guó)自1978年引入地膜覆蓋技術(shù)以來(lái)[2]，在干旱、半干旱和半濕潤(rùn)地區(qū)，尤其在無(wú)法灌溉和春季氣溫較低的地區(qū)得到迅速推廣和應(yīng)用[3]，是地膜用量、覆蓋作物種類(lèi)最多，覆蓋面積最大的國(guó)家[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016-2020年中國(guó)地膜年均用量 1.379×106 t，作物覆膜面積1.797×107 hm 占中國(guó)作物種植總面積的10.8%[5]。

聚乙烯（polyethylene，PE）因具有高柔韌、耐久、易加工、無(wú)味和安全等特點(diǎn)，是地膜生產(chǎn)的首選材料[6]。然而，PE具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，在自然環(huán)境中不但很難降解[7]，且難以從土壤清除而造成白色污染[8]。據(jù)報(bào)道，地膜的使用和殘留物會(huì)改變土壤理化性質(zhì)和土壤微生物群落組成[9-10]，潛在地改變生物地球化學(xué)過(guò)程和土壤生態(tài)功能[11]。此外，土壤中的聚乙烯微塑料對(duì)跳蟲(chóng)具有毒性作用，通過(guò)改變其腸道微生物群落，使其出現(xiàn)回避行為，并抑制繁殖[12]，甚至可以通過(guò)農(nóng)場(chǎng)土壤-蚯蚓-雞的途徑，將塑料污染轉(zhuǎn)移到食物鏈中[13]。面對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的塑料污染，可降解地膜替代傳統(tǒng)地膜是最有效的策略之一，因巨大的市場(chǎng)需求，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展迅速，逐步推廣并應(yīng)用[14]。

聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二酯[Poly（butylene adipate-co-terephthalate），PBAT]是一種化學(xué)合成、有良好機(jī)械性能且可生物降解的聚合物，是可以替代聚乙烯的常用生物降解地膜[15]。有研究表明，與傳統(tǒng)PE膜相比，PBAT膜覆蓋處理的甘藍(lán)，在農(nóng)藝和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀方面無(wú)顯著差異，但生產(chǎn)總成本更低且鋪覆PBAT膜降低了土壤pH，增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量及變形菌門(mén)、子囊菌門(mén)類(lèi)細(xì)菌的相對(duì)豐度[16]。而另有研究表明，與低密度聚乙烯薄膜微粒相比，PBAT薄膜微粒抑制擬南芥的生長(zhǎng)，嚴(yán)重破壞擬南芥的光合系統(tǒng)，上調(diào)藥物轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)通路中基因的表達(dá)水平，增加了塊狀土壤和根際土壤中慢生根瘤菌、嗜氫菌和節(jié)桿菌的相對(duì)豐度，且被微生物降解后可能產(chǎn)生對(duì)植物具有高毒性的化學(xué)物質(zhì)[17]。因此，更全面了解生物降解塑料膜對(duì)土壤理化性質(zhì)及微生物活性的影響，是評(píng)估使用生物降解膜的重要工作。

新疆是中國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)棉花基地、糧食生產(chǎn)后備基地[18]。PBAT地膜在新疆的棉花、玉米、番茄[19-20]等作物上開(kāi)展了應(yīng)用研究，具有一定可行性。然而，新疆地貌復(fù)雜，氣候極端干旱少雨，屬于干旱半干旱生態(tài)區(qū)，在該環(huán)境下，PBAT地膜的使用與土壤生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系尚不清楚。為此，本研究開(kāi)展PBAT生物降解膜與傳統(tǒng)PE地膜對(duì)甜菜、番茄、玉米、馬鈴薯、花生和棉花6種作物膜下土壤的理化性質(zhì)和細(xì)菌群落影響的研究。

1 材料與方法

1.1 材" 料

作物選取和覆膜設(shè)計(jì)：2017年選取新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院拜城試驗(yàn)站（41°24′N(xiāo)，81°54′E），土壤類(lèi)型為砂壤土，種植甜菜（記為Sb，播種、收獲日期分別為4月26日和10月10日，下同）、番茄（記為T(mén)，5月10日—9月10日）、玉米（記為C，4月20日—10月10日）、馬鈴薯（記為P，4月20日—8月8日）和花生（記為Pn，5月10日—10月10日）；選取新疆喀什岳普湖縣（39°12′N(xiāo)，76°40′E），土壤類(lèi)型為砂壤土，種植棉花（記為Cot，4月10日—11月10日）。共6種作物各667 m 播種時(shí)分別鋪覆PBAT生物降解膜（記為PBAT，由新疆康潤(rùn)潔環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)）和PE膜（記為PE），同種作物施肥、耕作管理方式相同。在每種作物成熟后收獲前3 d，兩種薄膜已破損情況下，每種作物每個(gè)處理取6個(gè)點(diǎn)，避開(kāi)路邊、溝邊和田埂等部位，除去土壤中的雜物，采用3點(diǎn)土柱法采集各處理膜下0～30 cm耕作層土，每樣點(diǎn)采集土樣0.5 kg，將同作物同處理下土樣充分混勻，按四分法淘汰至0.5 kg，隨后分為兩份，填寫(xiě)土樣信息標(biāo)簽，各處理名稱記為作物與膜的組合。一份置于車(chē)載冰箱4 ℃運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定土壤含水量，剩余樣品風(fēng)干后測(cè)定理化性質(zhì)，一份迅速冷凍于液氮中，用于高通量測(cè)序。

1.2 方 法

1.2.1 土壤基本理化性質(zhì)的測(cè)定 按照國(guó)家/行業(yè)/地方標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定：土壤pH采用HJ 962-2018 pH計(jì)測(cè)量；土壤水分采用GB 7172-1987烘干法進(jìn)行測(cè)定；總鹽采用DB 65/T 602.11-2001質(zhì)量法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用DB 12/T 961-2020高溫外加熱重鉻酸鉀氧化法測(cè)定；速效氮采用DB 13/T 843-2007堿解氮法測(cè)定；速效磷采用NY/T 1848-2010鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀采用NY 889-2004火焰光度法測(cè)定。

1.2.2 高通量測(cè)序 按照Omega E.Z.N.A.土壤 DNA 試劑盒（D5625-02）說(shuō)明書(shū)，將液氮冷凍的土壤樣品提取總DNA，電泳檢測(cè)合格后，委托北京諾禾致源生物科技有限公司進(jìn)行后續(xù)工作。使用帶Barcode引物（338F/806R）和高效高保真酶，對(duì)細(xì)菌16S rDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增。通過(guò)Illumina-hiseq平臺(tái)測(cè)序，拼接樣本reads，獲得高質(zhì)量Tags數(shù)據(jù)和有效序列。確定操作分類(lèi)單元（operational taxonomic units，OTUs），對(duì)OTU 在97%的相似性水平進(jìn)行物種組成、Alpha多樣性（物種數(shù)目、香農(nóng)指數(shù)、辛普森指數(shù)、Chao1指數(shù)、Ace指數(shù)、覆蓋度和譜系多樣性）和物種差異等生物信息統(tǒng)計(jì)分析。使用FAPROTAX軟件鑒定出作物鋪覆不同地膜土壤細(xì)菌群功能。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

利用WPS Excel 2023進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及柱狀圖繪制，IBM SPSS Statistics 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，采用R語(yǔ)言4.0.3繪制韋恩圖及相關(guān)性熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同作物2種膜下土壤理化性質(zhì)

對(duì)照土壤pH、鹽漬化和養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21]，由表1可見(jiàn)，棉花鋪覆PBAT膜處理為堿性土壤（pH為8.6～9.5），其余處理均為微堿性土壤（pH為7.5～8.5）。棉花鋪覆PE膜土壤除外，其余土壤總鹽含量較低，處于非鹽漬化（lt;3"" g/kg）和輕度鹽漬化（3～6 g/kg）水平。土壤有機(jī)質(zhì)含量十分貧瘠，為缺乏（6～10 g/kg）和很缺乏（lt;6 g/kg）等級(jí)。速效鉀養(yǎng)分含量在棉花膜下土壤為中等（50～100 mg/kg）水平，在其余處理為豐富" （100～150 mg/kg）和很豐富（150～200 mg/kg）水平。總體評(píng)價(jià)，試驗(yàn)樣地土壤有機(jī)質(zhì)貧瘠，呈堿性。在作物成熟后，2種地膜已崩解，拜城實(shí)驗(yàn)站5種作物在2種膜下的土壤7種理化性質(zhì)之間無(wú)明顯差異，而棉花兩種鋪覆試驗(yàn)地因基礎(chǔ)條件差異較大，理化性質(zhì)差異明顯[22]。

2.2 PBAT膜與PE膜對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響

2.2.1 作物鋪覆不同地膜土壤細(xì)菌OTU分布 為明確作物鋪覆不同地膜土壤間細(xì)菌的相同與差異物種，使用維恩圖呈現(xiàn)不同地膜覆蓋土壤樣品中共有和特有OTU的數(shù)量。由圖1可見(jiàn)，同一作物下共有OTU數(shù)量居多，在3 357～4 021，在不同地膜處理下也有數(shù)量可觀的特有OTU，在829～1 178，同時(shí)，PBAT處理土壤的特有OTU均高于PE處理土壤。

2.2.2 PBAT膜與PE膜對(duì)土壤細(xì)菌群落Alpha多樣性的影響 作物鋪覆不同地膜土壤中細(xì)菌群落Alpha多樣性見(jiàn)表2。所有處理的覆蓋度均在0.98以上，說(shuō)明微生物檢出概率高，可反映樣本真實(shí)情況。同一作物不同地膜處理下的細(xì)菌群落Alpha多樣性指數(shù)均無(wú)顯著差異（棉花譜系多樣性指數(shù)例外），說(shuō)明PBAT地膜替代PE地膜沒(méi)有對(duì)土壤細(xì)菌群落多樣性產(chǎn)生顯著影響。Chao 1和Ace指數(shù)相近，兩種算法下估計(jì)樣本中細(xì)菌物種數(shù)在3 058.65～4 457.15，實(shí)際物種數(shù)目在" 2 801.33～3 591.33，說(shuō)明不同作物對(duì)土壤細(xì)菌群落豐富度的影響較高。Shannon指數(shù)均高于9，Simpson指數(shù)均接近1，譜系多樣性指數(shù)高于260，均說(shuō)明各處理土壤細(xì)菌群落多樣性豐富。除馬鈴薯外，同一作物下，PBAT膜覆蓋的土壤細(xì)菌群落物種數(shù)目高于PE膜覆蓋（Pgt;0.05）。

2.2.3 PBAT膜與PE膜對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響 不同作物鋪覆2種地膜的土壤，在不同分類(lèi)水平上共檢測(cè)出細(xì)菌門(mén)59個(gè)，綱163個(gè)，目217個(gè)，科399個(gè)，屬802個(gè)。由表3可知，花生鋪覆兩種地膜在門(mén)水平下檢測(cè)數(shù)目有顯著差異（Plt;0.05），其余同一作物鋪覆兩種地膜土壤細(xì)菌所有分類(lèi)水平數(shù)目相近無(wú)顯著差異（Pgt;" 0.05）。

2.2.4 門(mén)水平細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析 由圖2可知，細(xì)菌門(mén)豐度占比前10的為變形菌門(mén)（Proteobacteria）、擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）、酸桿菌門(mén)（Acidobacteria）、放線菌門(mén)（Actinobacteria）、芽單胞菌門(mén)（Gemmatimonadetes）、綠彎菌門(mén)（Chloroflexi）、浮霉菌門(mén)（Planctomycetes）、疣微菌門(mén)（Verrucomicrobia）、厚壁菌門(mén)（Firmicutes）和硝化螺旋菌門(mén)（Nitrospirae）。變形菌門(mén)是各作物土壤中絕對(duì)優(yōu)勢(shì)菌門(mén)，在Cot.PE處理下占比高達(dá)58.99%，Acidobacteria、Actinobacteria和Gemmatimonadetes是各作物土壤中次優(yōu)勢(shì)菌門(mén)，多數(shù)處理下占比在10%以上。T.PE與T.PBAT中Actinobacteria、Nitrospirae豐度占比有顯著差異（Plt;0.05），Sb.PE與Sb.PBAT中Actinobacteria豐度占比有顯著差異（Plt;0.05），Cot.PE與Cot.PBAT中Proteobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi、Verrucomicrobia和Nitrospirae豐度占比有顯著差異（Plt;0.05）。其余細(xì)菌門(mén)豐度占比在同種作物鋪覆2種膜下無(wú)顯著差異" （Pgt;0.05）。

2.2.5 屬水平細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析 由圖3可知，細(xì)菌屬豐度占比前10的有其他（Others）、H16屬、海洋桿菌屬（Pontibacter）、砂單胞菌屬（Arenimonas）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、酸桿菌RB41屬（RB41）、貪噬菌屬（Variovorax）、金色桿菌屬（Chryseobacterium）、假單胞菌屬（Pseudomonas）和偽杜搟氏菌屬（Pseudoduganella）。其他屬是各作物土壤中絕對(duì)優(yōu)勢(shì)菌屬，占比高達(dá)88.74%以上，酸桿菌RB41屬、鞘氨醇單胞菌屬和H16是各作物土壤中次優(yōu)勢(shì)菌屬，多數(shù)處理下占比在1%以上。" C.PE與其他處理中Salinimicrobium豐度占比有顯著差異（Plt;0.05），T.PBAT與其他處理中Pseudoduganella、Chryseobacterium、Variovorax豐度占比有顯著差異（Plt;0.05），而Pseudomonas的豐度占比在P.PE與P.PBAT間、T.PE與T.PBAT間、Cot.PE與Cot.PBAT間有顯著差異（Plt;0.05）。其余細(xì)菌屬豐度占比在同種作物鋪覆兩種膜下無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。

2.2.6 PBAT膜與PE膜對(duì)土壤細(xì)菌群落功能的影響 通過(guò)FAPROTAX軟件鑒定出作物鋪覆不同地膜土壤細(xì)菌群落功能有91個(gè)（功能相對(duì)豐度大于0.01%），圖4為相對(duì)豐度占比前30的功能。相對(duì)豐度占比較高的功能是化能異養(yǎng)" （8.76%～16.67%），在番茄2種膜下呈顯著差異" （Plt;0.05）；需氧化能異養(yǎng)（6.59%～14.88%），在番茄、棉花2種膜下呈顯著差異（Plt;0.05）；硝化作用（1.45%～5.85%），在番茄、甜菜和棉花2種膜下呈顯著差異（Plt;0.05）；好氧氨氧化" （0.97%～4.23%），在棉花2種膜下呈顯著差異（Plt;0.05）；含硫化合物的呼吸作用（0.87%～" 3.27%），在馬鈴薯、花生2種膜下呈顯著差異" （Plt;0.05）；其中塑料降解功能相對(duì)豐度為" 0.01%～2.71%，排名第八，在番茄2種膜下呈顯著差異（Plt;0.05）。在前三十的功能中，P.PE與" P.PBAT有5種功能相對(duì)豐度呈顯著差異（Plt;" 0.05），T.PE與T.PBAT有 9種功能相對(duì)豐度呈顯著差異（Plt;0.05），Pn.PE與Pn.PBAT有6種功能相對(duì)豐度呈顯著差異（Plt;0.05），Sb.PE與Sb.PBAT有2種功能相對(duì)豐度呈顯著差異（Plt;0.05），Cot.PE與Cot.PBAT有9種功能中相對(duì)豐度呈顯著差異（Plt;0.05）。其余細(xì)菌群落功能相對(duì)豐度占比在同種作物鋪覆2種膜下無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。

2.3 土壤理化性質(zhì)與優(yōu)勢(shì)菌群的相關(guān)分析

進(jìn)一步，將作物鋪覆不同地膜下土壤理化性質(zhì)與菌群前10的菌門(mén)與菌屬相對(duì)豐度進(jìn)行相關(guān)分析，探究?jī)?nèi)在聯(lián)系。圖5皮爾遜相關(guān)系數(shù)顯示，土壤理化性質(zhì)間，速效磷和速效鉀與速效氮、含水量和pH呈極顯著相關(guān)（Plt;0.01）或顯著相關(guān)" （Plt;0.05）。速效氮與多數(shù)菌門(mén)、菌屬呈極顯著相關(guān)（Plt;0.01）或顯著相關(guān)（Plt;0.05），是關(guān)鍵理化因子。門(mén)水平中，Proteobacteria與前10的其他多數(shù)菌門(mén)呈極顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.01）或顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）。屬水平中，Arenimonas，Pseudomonas，Pontibacter，RB41和H16與土壤理化性質(zhì)、前10的其他多數(shù)菌屬呈極顯著（Plt;0.01）或顯著相關(guān)（Plt;0.05）。

3 討" 論

本研究發(fā)現(xiàn)，相同作物覆蓋2種膜下土壤間理化性質(zhì)和細(xì)菌群落的多樣性及群落組成基本無(wú)顯著差異，相對(duì)豐度較高的預(yù)測(cè)細(xì)菌群落功能在多數(shù)作物2種膜下也沒(méi)有顯著差異，而多數(shù)優(yōu)勢(shì)菌群的相對(duì)豐度與部分土壤理化性質(zhì)，尤其是速效氮呈極顯著或顯著相關(guān)性。類(lèi)似的，前期研究工作發(fā)現(xiàn)，淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶和脲酶的活性[22]，以及氨氧化細(xì)菌AOB-amoA基因、氨氧化古菌AOA-amoA基因與反硝化nosZ基因豐度[23]在同種作物鋪覆PBAT與PE地膜土壤中無(wú)顯著差異。已有研究表明，干旱、土壤含水量、pH強(qiáng)度和植物香濃多樣性指數(shù)是細(xì)菌群落聚集變化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素[24]。由于干旱半干旱的氣候特點(diǎn)，降雨和土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有限，堿性土壤更限制了磷的流動(dòng)性和生物利用度，覆膜處理能提高作物對(duì)氮磷鉀的吸收效率[25]，從而促進(jìn)根系向土壤中分泌酶的數(shù)量，改善土壤酶活性，是應(yīng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)短缺、提高產(chǎn)量的有效策略[26]。新疆多地對(duì)比使用PBAT生物降解地膜與PE地膜的研究也明確二者在作物產(chǎn)量、土壤保溫保濕、土壤養(yǎng)分等方面無(wú)顯著差異[19-20]，說(shuō)明2種地膜覆蓋均有效保證了土壤含水量，在酸堿程度較為均勻的土壤覆膜種植作物，PBAT替代PE地膜不會(huì)引起土壤微生物群落及功能的差異，但有效實(shí)現(xiàn)了PBAT膜與PE膜相同的覆蓋功能及生物降解的環(huán)保作用。

變形菌門(mén)、擬桿菌門(mén)以及放線菌門(mén)在不同干旱地區(qū)鹽堿土中均為主要菌群[27]，本文研究結(jié)果與之相近。有研究發(fā)現(xiàn)變形菌門(mén)生長(zhǎng)迅速，能利用不穩(wěn)定、易分解的碳組分生長(zhǎng)代謝，具有固碳、固氮和解磷等生態(tài)功能，參與養(yǎng)分礦化，加速土壤有機(jī)質(zhì)分解，在土壤貧瘠養(yǎng)分含量低的環(huán)境其數(shù)量更占優(yōu)勢(shì)，更能適應(yīng)不利條件[28]。擬桿菌門(mén)參與有機(jī)碳的礦化過(guò)程，對(duì)耕作方式具有顯著敏感性，是土壤中碳氮循環(huán)的主要貢獻(xiàn)者，也是判斷農(nóng)業(yè)土壤利用效率是否充分的生物學(xué)指標(biāo)[29]。放線菌參與有機(jī)質(zhì)的分解和腐殖質(zhì)的形成，并產(chǎn)生多種抗生素，保護(hù)植物免受病原微生物侵害[30]。此外，本研究在門(mén)、屬水平還有其他適應(yīng)貧瘠環(huán)境，促進(jìn)作物生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)菌群。如酸桿菌門(mén)是一種生長(zhǎng)緩慢的寡營(yíng)養(yǎng)生物，參與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和分泌多種高分子量蛋白質(zhì)，可很好適應(yīng)寡營(yíng)養(yǎng)、干燥的環(huán)境[31]。芽單胞菌門(mén)在植物根際中比較常見(jiàn)[32]，具有更好的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力[33]。浮霉菌門(mén)是促進(jìn)植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵細(xì)菌類(lèi)群，其常與植物根際相關(guān)，在營(yíng)養(yǎng)循環(huán)或病原體控制中發(fā)揮關(guān)鍵作用[34]。鞘氨醇單胞菌屬可以適應(yīng)惡劣的葉際環(huán)境，有促進(jìn)植物生長(zhǎng)和提高植物抗逆性的作用，是潛在的農(nóng)作物生長(zhǎng)促進(jìn)劑[35]。貪噬菌屬具有在極端環(huán)境適應(yīng)和生存的能力，并可代謝芳香化合物[36]。假單胞菌屬是常見(jiàn)的作物病害生防菌[37]。由此可見(jiàn)，覆膜處理下土壤主要菌群在適應(yīng)土壤養(yǎng)分貧瘠、參與養(yǎng)分循環(huán)和促進(jìn)植物生長(zhǎng)和抗逆中起到重要作用，而與鋪覆何種地膜無(wú)關(guān)，進(jìn)一步驗(yàn)證了PBAT生物降解膜的可替代性。

4 結(jié)" 論

使用PBAT生物降解膜與傳統(tǒng)PE膜對(duì)新疆6種作物覆蓋種植，二者在土壤理化性質(zhì)、微生物群落結(jié)構(gòu)和功能之間基本無(wú)顯著差異，數(shù)據(jù)間的差異與不同種植地和作物有關(guān)，而與鋪覆何種地膜無(wú)關(guān)。覆膜處理是應(yīng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)短缺、提高產(chǎn)量的有效策略，本研究PBAT生物降解膜實(shí)現(xiàn)了與PE膜相同的覆蓋功能并兼具生物降解的環(huán)保作用，為PBAT生物降解膜替代PE膜，制定綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)策略提供理論依據(jù)。

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Effect of Poly （butylene adipate-co-terephthalate） Biodegradable Mulching on Soil Bacterial Community

LIN Qing， ZENG Jun，GAO Yan， SHI Yingwu， YANG Hongmei， CHU Min， LOU Kai" and HUO Xiangdong

（Institute of Microbiology， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences/Xinjiang Laboratory of Special Environmental Microbiology， Urumqi 830091，China）

Abstract To" investigate the effect of poly （butylene adipate-co-terephthalate，PBAT） biodegradable mulching on soil bacterial communities， six crops （sugar beet， tomato， corn， potato， peanut， and cotton）were cultivated using both PBAT and traditional PE mulching.Soil samples beneath the mulches was collected before harvest， and their physicochemical properties were analyzed.The differences in soil bacterial community structure， composition， and function were analyzed using 16S rDNA high-throughput sequencing.The results showed no significant differences in soil physicochemical properties between mulches for the same crop （except cotton）.Soil bacterial community diversity was high across all treatments， with no significant difference in diversity indices between the two mulches for the same crop （except for the cotton PD whole tree index） （Pgt;0.05）.The dominant phyla included Proteobacteria， Bacteroidetes， Acidobacteria， Actinobacteria，while the dominant genera were H16， Pontibacter， and Arenimonas.There were no significant differences in the abundance ratio of most bacterial phyla and genera between the two mulches for the same crop （Pgt;0.05）.Predicted functions with relatively high abundance included Chemoheterotrophy， aerobic chemoheterotrophy， nitrification， aerobic ammonia oxidation， and sulfur compound respiration， with no significant differences in the relative proportions of most bacterial community functions between the two mulches for the same crop （Pgt;0.05）.Certain soils physicochemical properties were significantly correlated with dominant bacterial taxa （Plt;0.01 or Plt;0.05）.This study found no significant difference in soil physicochemical properties or bacterial community composition and function when planting the same crop with PBAT biodegradable or PE mulch， providing a theoretical basis for replacing PE with PBAT film and developing green agricultural production strategies.

Key words Poly （butylene adipate-co-terephthalate）;Mulch;Biodegradation;Bacterial community; High throughput sequencing

Received 2024-04-24 Returned 2024-05-29

Foundation item The Key Research and Development Program of Xinjiang Uygur Autonomous Region （No.2016B02017-4）; the National Natural Science Foundation of China （No.31160027）.

First author LIN Qing，female，associate research fellow.Research area：microbial ecology.E-mail：qinglinxj@163.com

Corresponding"" author LOU Kai，male，research fellow.Research area：microbial resources.E-mail：loukai@tsinghua.org.cn

HUO Xiangdong， male， associate research fellow.Research area：microbial resources.E-mail：xiangdonghuo@163.com

（責(zé)任編輯：史亞歌 Responsible editor：SHI Yage）

收稿日期：2024-04-24 修回日期：2024-05-29

基金項(xiàng)目：新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016B02017-4）；國(guó)家自然科學(xué)基金（31160027）。

第一作者：林 青，女，副研究員，研究方向?yàn)槲⑸锷鷳B(tài)。E-mail：qinglinxj@163.com

通信作者：婁 愷，男，研究員，研究方向?yàn)槲⑸镔Y源。E-mail：loukai@tsinghua.org.cn

霍向東，男，副研究員，研究方向?yàn)槲⑸镔Y源。E-mail：xiangdonghuo@163.com