中圖分類號:S156.4 文獻標志碼:A 文章編號:1008-0864(2025)06-0218-11
EffectsofPlantingYearsonSoilSalinizationandMicrobial Community in Facility Vineyards
QI Xiaoyu1,GUO Yanjie1,2,LIU Lu1, ZHANG Zitao1, ZHANG Lijuan 1,2,3 , JI Yanzhi 1,2,3* (20 (1.CollegeofResourcesandEnvironmentalSiences,HebeiAgriculturalUniversityHebeiBaodingOoo,China;.Hoiei SoilandEnvironmentLaboratory,HebeiAgriculturalUniversity,HebeiBaodingO7Ooo,China;3.UrbanForestHealthy Technology Innovation Centerin HebeiProvince,Hebei Baoding O71OOo,China)
Abstract:Inorder toreveal the soil salinization characteristics offacility vineyards with diferent planting years and theireffectsonmicrobialcommunities,facilityvineyards plantedforO(farmlandsoil),1\~5,6\~10,10\~15andgt;15a were selected for investigationand sampling,and soil salt content,salt separators,microbial biomasscarbon and nitrogen,and microbial communitystructure wereanalyzed.Theresultsshowedthatthesoil saltcontentoffacility vineyard was significantlyhigherthanthatoffarmland,and there wasanobvious salinizationtrend.The increaseof planting years aggravated theriskofsoil salinization,andonlythefarmlandsoil was mildlysaline,andthesoilof the facilityvineyard wasmoderately or severely saline,with a salt content of 3.47\~5.12
kg-1 .Withthe increase of planting years,the soluble cationsand anionsin each soil layer mainlyincreased with N a+ andSO 12-4 ,and the contents of Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+ ,SO
and Cl in the surface soil showed a positive correlation with the salt content, and the correlation between Cl-,SO 42- and the salt content reached a significant level.There wasa positive correlation between soil microbial biomass carbonand nitrogencontent andsalt content,and the relationship between salt content and microbial biomass nitrogen was significant,andthe microbial biomasscarbon and nitrogen content was the lowest at facility vineyards planted for 6\~1O a,which was1O8.49 and 7.72mg?kg-1 ,respectively,which was (204號 55.66% and 80.97% lower than that of farmland soil.The relative abundance of Proteobacteria and Actinobacteria in soil bacterial communities of different planting years decreased with the increase of planting years,from 35.71% and (20 23.46% of1\~5ato 31.60% and 11.61% when planting years gt;15 a.The relative abundance of firmicutes showed an upward trend with the increase of planting years. Cl-, Ca2+ , K+ and Na+ were significant negatively correlated with the Shannon index of bacteria,and the correlationcoeficient was betweenO.89\~0.98.Insummary,with the increaseof plantingyears,thedegreeof soil salinizationincreased,thesoil bacterial diversitydecreased,andthe fungal diversity increased.
KeyWords:facility grape;planting years;soil salinization;salt ion;microbial diversity
葡萄作為世界四大水果之一,在我國已成為農(nóng)民增收、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和消費市場不可缺少的大宗水果,且成為許多地區(qū)的主導產(chǎn)業(yè);2003—2019年我國葡萄種植面積從 4.20×105hm2 增加到7.26×105hm2 ,年平均增長率 4.55% ;葡萄產(chǎn)量從5.18×106t 增加到 1.42×107t ,年平均增長率10.88% ,2021年產(chǎn)量達到 1.50×107 t[]。隨著集約化程度的提高與市場需求的擴大,設(shè)施農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展。設(shè)施葡萄種植因其上市提早、經(jīng)濟價值高等優(yōu)勢,種植面積逐年上升。截至2016年底,我國設(shè)施葡萄種植面積為 2.3×105hm2 ,占總栽培面積的 26.6% 2。但設(shè)施內(nèi)特殊的溫濕條件和水分運動形式,如缺少雨水淋洗,加上不合理的施肥措施和灌溉制度,導致土壤表土養(yǎng)分積聚,大量鹽分聚集在土壤表層難以向土壤深層遷移,從而導致設(shè)施大棚土壤次生鹽漬化,嚴重阻礙了設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
隨著種植年限的增加,設(shè)施土壤次生鹽漬化問題日益凸顯。王朔等發(fā)現(xiàn),西藏的設(shè)施葡萄0-20cm 表層土壤電導率(electricalconductivity,EC)均顯著高于裸地,種植4和14a的土壤EC值分別為0.48和 2.48mS.cm-1 ,分別是裸地的5和31倍。馬艷春等研究種植2、7和12a的設(shè)施葡萄發(fā)現(xiàn),表層土壤EC和水溶性鹽總量分別比對照增加 20.25%~109.14% ! 19.98%~64.05% ,表現(xiàn)為隨種植年限的增加而增加。曾希柏等[5對不同種植年限設(shè)施菜地土壤全鹽含量進行分析發(fā)現(xiàn),全鹽含量隨種植年限的增加而上升,當種植年限為8.4a時,耕層土壤全鹽含量最高,比對照增加141.94% 。王楠通過對設(shè)施甜瓜土壤鹽漬化研究發(fā)現(xiàn),表土EC和鹽度隨種植年限的增加基本呈指數(shù)形式增長,栽培15a的設(shè)施甜瓜表土EC和鹽度分別是露地農(nóng)田土壤的85.4和54.0倍。
土壤鹽漬化過程是易溶性鹽分在土壤表層逐步積累的過程,當土壤鹽分積聚時會減弱土壤中有機物的分散能力,使營養(yǎng)成分減少,導致土壤中微生物無法獲得足夠的碳源,從而直接導致微生物數(shù)量減少、活性降低[7-8],微生物菌群結(jié)構(gòu)也隨鹽漬化快速演替。 Wu 等發(fā)現(xiàn),鹽脅迫改變了根際微環(huán)境和微生物群落。李鳳霞等[對寧夏惠農(nóng)和西大灘兩地不同類型低產(chǎn)田鹽漬化土壤的研究發(fā)現(xiàn),隨著土壤鹽漬化程度的加強土壤微生物的Simpson指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均降低。張翔等通過研究健康的農(nóng)田土壤與設(shè)施蔬菜鹽漬土壤的細菌多樣性發(fā)現(xiàn),設(shè)施土壤放線菌門較健康土壤明顯下降。劉銀雙等[對濱海土壤、設(shè)施蔬菜土壤及農(nóng)田土壤研究發(fā)現(xiàn),土壤全鹽含量和EC是對細菌和真菌菌群分布影響最大的鹽分因子,與綠彎菌門以及變形菌門中的部分細菌菌屬和子囊菌門中部分真菌菌屬呈顯著正相關(guān)。王飛等[3發(fā)現(xiàn),棉田土壤中C1和 SO42- 對土壤細菌、真菌和芽孢桿菌群落結(jié)構(gòu)的影響存在差異,鹽分含量氯化物鹽土 8g?kg-1 、硫酸鹽鹽土 10g?kg-1 為土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分組的分界點。因此,土壤次生鹽漬化問題已成為我國設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的主要障礙因子[14]。
河北省是我國主要葡萄產(chǎn)區(qū),2021年葡萄種植面積和產(chǎn)量分別為 8.92×104hm2 和 1.25×106t 均排在全國第2位,僅次于新疆產(chǎn)區(qū)。衡水饒陽是河北省設(shè)施葡萄種植大縣,截至2019年底,設(shè)施葡萄種植面積約 0.87×104hm2 ,年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鮮食葡萄 3.0×105t ,產(chǎn)值20多億元[15-16。本課題組研究發(fā)現(xiàn)[],饒陽縣設(shè)施葡萄園 N,P2O5,K2O 平均總養(yǎng)分投入量分別為 1882.65,716.4,1330.35kg?hm-2 各種植年限葡萄園土壤均出現(xiàn)了不同程度的鹽漬化,表層土壤水溶性鹽總量平均值在2.140g?kg-1 ,達到了輕度鹽漬化水平。但影響鹽漬化的關(guān)鍵鹽分離子并未明確,土壤微生物對種植年限的響應特征也未進行研究。基于此,本研究以設(shè)施葡萄種植區(qū)饒陽縣的設(shè)施葡萄園為研究對象,選取種植 1~5.6~10.11~15.gt;15 a的設(shè)施葡萄園和農(nóng)田(0a)土壤,分析不同種植年限的土壤鹽漬化程度、微生物多樣性及二者的關(guān)系,揭示鹽漬化條件下設(shè)施葡萄土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化,從而篩選出可能改善土壤鹽漬化的有益菌株,為后續(xù)進行微生物修復土壤次生鹽漬化提供理論基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
饒陽縣(38.089 19° —38.372 01N、115.55390°-115.89548°E 位于河北省東南部,隸屬于河北省衡水市,有良好的光、溫、熱、水、土資源,適宜進行設(shè)施葡萄栽培。饒陽縣光照充足,屬長日照地區(qū),年均日照時數(shù) 2703.4h ,太陽年光輻射總量130.71kcal?cm-2 ,年均氣溫 12.8°C ,無霜期 214d 饒陽縣積溫高,年均降水量 532.6mm ,土壤由海河水系諸支流沖積而成,母質(zhì)來自黃土高原和太行山區(qū),層次復雜,類型豐富,土層深厚,有利于葡萄種植。土壤基本理化性質(zhì)見表1。研究區(qū)設(shè)施葡萄園施肥主要是沖施,將肥料溶解在灌溉水中隨同灌溉水施入葡萄根區(qū)。具體化肥施用量見表2。


1.2樣品采集與測定
于2022年9月中旬,在饒陽縣北師欽村( 38.23576°N,115.79458°E) 選取種植年限為 1~ 5、6\~10、11\~15與 gt;15 a的典型設(shè)施葡萄園各8個,同時以周邊農(nóng)田土壤作為對照(0年)。在葡萄收獲后,每個葡萄大棚采用\"S\"形布7個點,距主干30cm ,利用 1m 土鉆采集0—20、20—40、40—60、60—80、80—100cm土層的土壤樣品,7個點的同層土樣混合,用塑料袋封裝后帶回室內(nèi),風十過1mm 篩子,測定土壤水溶性鹽含量和電導率(EC)。另取部分0—20和20— 40cm 土層的鮮土樣用布袋盛裝,帶回室內(nèi)測定土壤微生物多樣性及微生物量碳(microbialbiomasscarbon,MBC)和微生物量氮(microbialbiomassnitrogen,MBN)。
參照鮑士旦8的方法,土壤水溶性鹽含量采用水土比為5:1的去離子水浸提,殘渣烘干法測定;土壤離子組成,采用乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraaceticacid,EDTA)滴定法測定水溶性Ca2+ 和 Mg2+ 含量,采用火焰光度法測定水溶性 K+ 和 Na+ 含量,采用硝酸銀滴定法測定水溶性CI含量,采用EDTA間接絡(luò)合滴定法測定水溶性 SO42- 含量,采用雙指示劑中和滴定法測定水溶性 CO32- 和 HCO3- 含量;土壤微生物群落采用高通量測序法測定;土壤微生物量碳(MBC)采用氯仿熏蒸-直接浸提法測定;土壤微生物量氮(MBN)采用氯仿熏蒸 ?K2S04 提取法測定。
1.3土壤DNA提取及PCR擴增
土壤標準細菌16SrRNA基因V3\~V4區(qū)特異性擴增引物為: 5′ -ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3'和 5° -GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’。土壤標準真菌ITS1特異性擴增引物為: 5° -GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3'和5'-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3'。土壤總DNA通過瓊脂糖凝膠電泳進行確定和定量,DNA樣本經(jīng)過瓊脂糖凝膠電泳驗證片段長度,采用微量紫外分光光度計檢測DNA純度及總量,DNA提取及PCR擴增均由上海派森諾生物科技有限公司完成。
1.4土壤鹽漬化分級標準
土壤鹽漬化分級標準與分類標準[如表3所示。

1.5數(shù)據(jù)分析
通過對測定出的土壤微生物群落組成表計算土壤中各分類水平所含有的分類單元的數(shù)目,依據(jù)序列物種分類學注釋的結(jié)果統(tǒng)計物種注釋結(jié)果中門水平所含有的分類單元數(shù)目,并去除包含unclassifed、uncultured、uncultivated、unknown、metagenome等字段的分類單元。使用R語言中vegan、ggplot2包進行 ∝ 多樣性指數(shù)計算和可視化,獲取細菌、真菌群落 ∝ 多樣性指數(shù),Dunntest作為事后檢驗,驗證差異的顯著性。
采用MicrosoftExcel2019軟件進行數(shù)據(jù)整理,通過SPSS26軟件進行單因素方差分析、顯著性檢驗和相關(guān)性分析等,使用R語言和Origin2021軟件完成作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1不同年限設(shè)施葡萄園土壤的含鹽量與電導率分析
由圖1可知,隨著種植年限的增加,設(shè)施葡萄園 0-20cm 土層的含鹽量表現(xiàn)為先增加后下降的趨勢,以0a的含鹽量最低,為 1.75g?kg-1 ,設(shè)施葡萄園表層土壤含鹽量在 3.47~5.12g?kg-1 。農(nóng)田0—100cm 土層的含鹽量在 1.36~1.75g?kg-1;1 \~5a的含鹽量隨著土層深度的增加出現(xiàn)波狀降低趨勢,0—20和 80-100cm 的含鹽量分別為 3.74,3.60g-kg-1 :6\~10和11\~15a的土壤含鹽量隨土層深度增加逐漸降低, 80-100cm 土層比 0-20cm 土層分別降低 24.02% 和 32.28% ;種植年限 gt;15 a時,土壤剖面的含鹽量變化不大,在 3.13~3.86g?kg-1 。種植 11~ 15a的葡萄園在 20-100cm 土層的含鹽量均低于其他種植年限的葡萄園,可能是因為種植10年以上,土壤下層的含鹽量向更深層遷移了,到種植 15a 以上時,表層的鹽分又開始向下淋溶,所以 .gt;15 a的20-100cm 土層含鹽量又有所上升。依據(jù)土壤鹽漬化分級標準與分類標準,農(nóng)田為輕度鹽漬化土,1\~5、6\~10a設(shè)施葡萄園為重度鹽漬土,
15a設(shè)施葡萄為中度鹽漬土,種植年限增加加劇了土壤鹽漬化風險。土壤電導率與含鹽量的變化趨勢一致,但從電導率來看,設(shè)施葡萄園土壤并未出現(xiàn)鹽漬化情況。
2.2不同年限設(shè)施葡萄園土壤可溶性鹽離子分布特征
2.2.1可溶性陽離子分布特征由圖2可知,不同種植年限的設(shè)施葡萄園土壤中各土層的陽離子含量均顯著高于農(nóng)田土壤,且隨著種植年限的增加可溶性陽離子含量出現(xiàn)先增加后降低的趨勢;各種植年限的可溶性陽離子含量均隨土層深度的增加而降低, Na+ 是設(shè)施葡萄園中增加最明顯的,在各土層均占優(yōu)勢。種植6\~10a葡萄大棚的土壤陽離子在各土層表現(xiàn)出較高含量,其中 0-20cm 土層 Ca2+ 和 K+ 含量均達到最高,分別比0a增加44.36和82.26倍; 0-100cm 土層的 Ca2+ 、 K+ ! Na+ 平均含量均表現(xiàn)為6\~10a最高,分別為0.48、0.42,1.04g?kg-1 ,較0a增加22.16、79.96和20.30倍。11\~15a的設(shè)施葡萄園土壤中 Ca2+,K+,Na+ 平均含量最低,分別為 0.38,0.29,0.44g?kg-1 較0a增加16.96、54.08和7.98倍。 Mg2+ 呈現(xiàn)出隨種植年限的增加而累積的現(xiàn)象, gt;15 a的 Mg2+ 平均含量最高,為 0.18g?kg-1 ,較0a增加3.48倍,但在各土層間的變化不明顯。


2.2.2 可溶性陰離子分布特征從圖3可知,不同種植年限設(shè)施葡萄園0— 100cm 土層的 HCO3- 含量均沒有明顯的規(guī)律性,但設(shè)施葡萄園不同種植年限各土層的土壤水溶性 HCO3- 含量均低于 0a ,以種植11\~15a的設(shè)施葡萄園 HCO3- 含量最少,平均值為0.52g?kg-1 ,比0a降低 87.79% ;種植6\~10a的HCO3- 含量最多,平均值為 0.94g?kg-1 ,比0a降低26.31% 。設(shè)施葡萄園不同種植年限各土層的土壤中水溶性Cl和 SO42- 含量均顯著高于 0a ,在種植 6~ 10a設(shè)施葡萄園 0-100cm 土層中CI和 SO42- 的平均含量達到峰值,分別為 0.43、0.95g?kg-1 ,是0a的8.92、9.24倍。設(shè)施葡萄園內(nèi) SO42- 含量是各土層增加最明顯的可溶性陰離子,并表現(xiàn)出了向下淋溶的趨勢, gt;15 a的設(shè)施葡萄園淋溶更嚴重, 20-100cm 各土層較 0-20cm 分別增加 96.33% 91.79% 、48.94% 和 94.57% ,說明 SO42- 雖然不易被水淋洗,但經(jīng)過長時間的灌溉后,仍有部分 SO42- 被淋至下層或淋出0— 100cm 土體。

注:不同小寫字母表示同一土層不同種植年限間在 Plt;0.05 水平差異顯著。
Note:Differentlowercaselettrsindicatesignificantdifferencesbetweendiferentplanting yearsofthesamesoillayerat Plt;0.05 level.
2.3不同年限設(shè)施葡萄園表層土壤微生物量碳、氮含量
各種植年限的設(shè)施葡萄園 0-20cm 土層的微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量變化如圖4所示,MBC、MBN變化趨勢相同,均為農(nóng)田土壤含量最高,分別為244.68 和 40.56mg?kg-1 。設(shè)施葡萄園土壤的MBC、MBN隨種植年限的增加呈現(xiàn)波動變化,11\~15a設(shè)施葡萄園土壤中MBC、MBN最高,分別達181.22和 27.46mg?kg-1 ,較農(nóng)田土壤降低 25.94% 和 32.30% ;6\~10a的最低,分別為108.49和 7.72mg?kg-1 ,比農(nóng)田土壤分別顯著降低 55.66% 和 80.97% 。

注:不同小寫字母表示不同種植年限間在 Plt;0.05 水平差異顯著。Note:Different lowercase letters indicate significant differencesbetween different planting yearsat Plt;0.05 level .
2.4不同年限設(shè)施葡萄園土壤微生物群落分布特征
2.4.1菌群組成分析由圖5A可知,不同種植年限0—20cm土壤細菌群落中變形菌門(Proteobacteria)相對豐度最高,其次為放線菌門(Actinobacteria)酸桿菌門(Acidobacteria)綠彎菌門(Chloroflexi)和芽單胞菌門(Gemmatimonadetes),這5個細菌群落在設(shè)施葡萄園土壤細菌群落中占比達 83.44%~87.09% 。設(shè)施葡萄園土壤的變形菌門相對豐度均高于農(nóng)田,隨種植年限的增加呈現(xiàn)出下降的趨勢,由1\~5a的 35.71% 降低到
a的31.60% 。放線菌門相對豐度農(nóng)田最高,隨種植年限的增加呈降低的趨勢,由 23.46% 下降到11.61% 。酸桿菌門、綠彎菌門和芽單胞菌門整體變化較小,其中,酸桿菌門和芽單胞菌門在1\~5a相對豐度最低,分別為 12.52%.7.92% ,而綠彎菌門在1\~5a達到最大值,為 16.29% 。厚壁菌門(Firmicutes)的相對豐度僅為 1.29%~4.54% ,隨種植年限的增加表現(xiàn)出明顯的上升趨勢。
圖5B為土壤真菌群落的門水平組成,各種植年限均為子囊菌門(Ascomycota)、被孢菌門(Mortierellomycota)擔子菌門(Basidiomycota)的相對豐度較大,分別在 74.56%~83.30% 、 1.87% )3.04% 和 0.52%~1.98% ,優(yōu)勢真菌門為子囊菌門和被孢菌門。子囊菌門呈現(xiàn)出波動變化的特征,在6\~10a時達到最低值,為 74.56% ,較0a降低8.18% 。被孢菌門和擔子菌門均呈現(xiàn)出隨種植年限增加而下降的趨勢,被孢菌門由0a的 3.04% 降低到 |gt;15 a的 1.98% ,擔子菌門則由0a的 1.98% 降低到 gt;15 a的 0.87% 。
2.4.2Alpha多樣性分析Observedspecies指數(shù)和Chao1指數(shù)反映群落物種豐富度,由表4可知,細菌群落中這2個指數(shù)在不同種植年限間差異不顯著,但隨種植年限增加呈下降趨勢,而真菌群落則隨著種植年限的增加呈上升趨勢,且0、1\~5a的顯著低于其他種植年限,表明細菌群落物種豐富度隨種植年限的增加而降低,而真菌群落豐富度則呈相反趨勢。Shannon指數(shù)可反映群落物種多樣性,隨著種植年限的增加,細菌Shannon指數(shù)表現(xiàn)出下降趨勢,但種植年限間差異不顯著;真菌的Shannon指數(shù)表現(xiàn)為逐漸上升趨勢,種植年限間也差異不顯著,說明隨設(shè)施葡萄種植時間的增加,土壤細菌群落物種多樣性逐漸降低,而真菌群落物種多樣性逐漸增加。
2.5種植年限、鹽漬化與微生物的相關(guān)關(guān)系分析
由圖6可知,種植年限與含鹽量之間呈正相關(guān),但相關(guān)性不顯著;土壤含鹽量除與 HCO3- 呈負相關(guān)外,與其他鹽分離子均呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)在0.46\~0.92,其中與Cl、 SO42- 呈顯著正相關(guān);除HCO外,鹽分離子相互之間也存在顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)在0.75\~0.96,而 HCO3- 與 Ca2+ 呈顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)為 0.94 O
種植年限與細菌中的放線菌門、綠彎菌門以及真菌的3大菌門(子囊菌門、被孢菌門、擔子菌門)均呈負相關(guān),但均不顯著,其中與被孢菌門相關(guān)系數(shù)最大,為0.86;種植年限與細菌中的變形菌門、酸桿菌門、芽單胞菌門和厚壁菌門呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)在0.29\~0.77,但均不顯著。土壤含鹽量與微生物菌門的關(guān)系不顯著,但二者與真菌各菌門均呈負相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別在0.38\~0.62、0.23\~0.81;與細菌各菌門的關(guān)系較復雜,土壤含鹽量與放線菌門、變形菌門、芽單胞菌門和厚壁菌門均呈負相關(guān),相關(guān)系數(shù)在0.017\~0.59,與變形菌門和綠彎菌門呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.82,0.63 。種植年限與細菌群落Alpha多樣性指數(shù)之間均呈負相關(guān),相關(guān)系數(shù)在0.73\~0.84,但均不顯著;而與真菌Shannon指數(shù)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.97。土壤含鹽量與微生物群落Alpha多樣性指數(shù)之間相關(guān)性均不顯著,但呈現(xiàn)的相關(guān)關(guān)系與種植年限表現(xiàn)一致。種植年限與土壤MBC呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.16,與土壤MBN呈負相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.043,但均不顯著。土壤含鹽量與土壤MBC、MBN呈正相關(guān),其中含鹽量與MBN呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.96,說明土壤MBN受土壤含鹽量的影響較大,隨含鹽量的增加而升高。


A:Bacteria;B:Fungi
注:同列不同小寫字母表示同一土層不同種植年限間在 Plt;0.05 水平差異顯著。 Note:Diferentlowerseletesinsmcoluindatesigniicantdiferencesetwendiferentplantingyeasoftesmsoileat Plt;0.05 level
由圖6可以看出, Mg2+ 與真菌的子囊菌門和被孢菌門呈顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.93和0.90,其他各離子與微生物菌門的關(guān)系均不顯著;細菌Shannon指數(shù)與 Cl-,Ca2+,K+,Na+ 均呈顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)在0.89\~0.98;與其他微生物多樣性和豐富度指數(shù)不存在顯著相關(guān)性。土壤MBC、MBN與 HCO3- 呈負相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.63、0.39,而與其他鹽分離子均呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)在0.22\~0.80,但均不顯著。

3討論
3.1種植年限可增加設(shè)施葡萄園土壤含鹽量
本研究發(fā)現(xiàn),設(shè)施葡萄園土壤含鹽量的增加與種植年限密切相關(guān),隨種植年限的增加,0一20cm 土層含鹽量呈先上升再下降再上升的趨勢,在11\~15a時含量最低,種植 gt;15 a后又迅速升高,可溶性鹽分也表現(xiàn)出同樣的趨勢,這與楊亞紅[2在設(shè)施番茄中的研究結(jié)果相同。錢曉雍2也發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律,隨種植年限的增加,設(shè)施菜地0-20cm 王層可溶性鹽含量表現(xiàn)出先升高后降低再升高的趨勢,在種植7一9a時可溶性鹽含量降低,種植10a后含量再次升高。設(shè)施葡萄園表層土壤含鹽量隨種植年限的增加而上升可能是由于設(shè)施葡萄種植過程中施用的化肥和有機肥的量遠超葡萄本身需要的量,造成鹽分離子在表層累積,導致設(shè)施土壤含鹽量升高[22;在種植一定年限時,表層土壤含鹽量下降可能是由于設(shè)施大棚缺少雨水淋洗,淋溶現(xiàn)象較弱,此時才逐漸顯現(xiàn),后又因為表層鹽分累積量大于淋溶量而繼續(xù)增加[23]。本課題組已有研究[7]發(fā)現(xiàn),設(shè)施葡萄園養(yǎng)分投入情況影響土壤中的含鹽量,優(yōu)化施肥技術(shù)能降低 0-20cm 土層土壤含鹽量。由此可知,采取合理、有效的管理措施,如減少施肥、垂直淋洗和淹水條件下添加有機物料等措施,可以有效控制設(shè)施葡萄土壤的鹽漬化程度[24-27]。
3.2種植年限可增加土壤中 Na+ 和 Mg2+ 含量
本研究還發(fā)現(xiàn),設(shè)施葡萄園土壤中的 Ca2+ 、Mg2+,K+,Na+,SO42- 和CI含量隨種植年限的增加均表現(xiàn)出同王壤全鹽量變化相同的趨勢,即在一定時間內(nèi)隨種植年限的增加而增加,之后又隨種植年限增加而降低;并且與土壤含鹽量呈現(xiàn)出極大的相關(guān)性,相關(guān)性程度最大的為 Na+ 和 Mg2+ ,這與曾希柏等的研究結(jié)論一致。李濤等[28通過研究山東省設(shè)施菜地次生鹽漬化也發(fā)現(xiàn),可溶性鹽分的增加與種植年限密切相關(guān),典型對應分析發(fā)現(xiàn),Ca2+ 和 SO42+ 含量受種植年限影響較大, K+ 、 Na+ !HCO3- 和CI受種植年限的影響較小。
3.3種植年限和鹽分離子抑制土壤細菌群落豐富度、微生物量碳氮
本研究中,設(shè)施葡萄園種植年限、含鹽量以及鹽分離子的增加抑制了細菌群落豐富度, Ca2+ 和Na+的增加促進了子囊菌門的生長, Cl-,SO42- K+和Na+ 是限制土壤MBN和MBC的主要指標。肖春萍等[2發(fā)現(xiàn),人參栽培年限增加對人參根際土壤微生物量的積累有顯著抑制作用,隨栽培年限的增加,各栽培年限土壤的MBC差異顯著。國春菲[30]發(fā)現(xiàn),濱海鹽堿地區(qū)在土壤鹽分含量達到26.93g?kg-1 土時,處理49d后土壤細菌豐富度指數(shù)明顯受到抑制。土壤含鹽量對微生物產(chǎn)生了影響,不同鹽分含量會影響細菌和真菌的豐富度和多樣性,含鹽量的升高對微生物具有抑制的作用,土壤鹽分是影響根際土壤中微生物群落功能的關(guān)鍵因素[31-33]。土壤微生物對植物的生長和代謝具有重要影響,在面對鹽漬化等環(huán)境脅迫時微生物同樣發(fā)揮著重要作用[34]。微生物種群結(jié)構(gòu)失衡是導致土壤質(zhì)量下降的重要因素之一[35,進而影響地上植物的生長發(fā)育。本研究還發(fā)現(xiàn),種植年限和含鹽量的增加促進了厚壁菌門的生長,說明厚壁菌門中可能存在耐鹽菌,含鹽量升高使得厚壁菌門的相對豐度有所提升。這與前人的研究結(jié)果相同,王文團3在鹽堿地發(fā)現(xiàn)的6株耐鹽堿植物根際促生菌中,5株均屬于厚壁菌門的芽孢桿菌屬。
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