紫花首蓿氮效率差異對其根際土壤養分特性及微生物群落特征的影響

中圖分類號：S541.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0435（2025）07-2150-12

doi：10.11733/j.issn.1007-0435.2025.07.011

引用格式：，等．紫花苜蓿氮效率差異對其根際土壤養分特性及微生物群落特征的影響[J].草地學 報，2025，33（7） ：2150—2161 HE Sheng-ran，LIU Xiao-jing，HAN Tian-hu，etal.Efctsof Alfalfa NitrogenEfficiency DifferencesonNutrient Characteristicsand Microbial Community Characteristicsof Rhizosphere Soil[J].ActaAgrestia Sinica，2O25，33（7）： 2150—2161

Effects of Alfalfa Nitrogen Efficiency Differences on Nutrient Characteristics and Microbial Community Characteristics of Rhizosphere Soil

HE Sheng-ran1，LIU Xiao-jingl*，HAN Tian-hu2，ZHAO Ya-jiao1，HANYan-longl

（1.PratacultallsalUsiKbortataculostucairc

neringLaboratoryfGsuProviceTheSinU..CentersfoGraziglandEossteSustainabilityLanzou，GansuProvice， China;2.ColegeofastoralAgricultureScienceandTechnologyLanzouUniversityanzhou，GansuProvince730ina）

Abstract：Toexplore the effects of diferent nitrogen eficiency ofalfalfa onnutrient characteristics and microbial community characteristics of rhizosphere soil，this study took alfalfa with high nitrogen effciency （ ?_LW6010， ） and alfalfawith low nitrogen eficiency（‘Longdong’alfalfa）as experimental materials，and studied the effects of nitrogen application on its rhizosphere soil nutrients and enzymes under the conditions of no nitrogen （N₀ ）and 103.5kg?hm^-2 （pure N）. The results showed that under two nitrogen levels，the rhizosphere soil total nitro gen，available nitrogen，organic matter，microbial biomasscarbon content and enzyme activityof nitrogen-efficient type alfalfa ‘ LW6010^′ were significantly higher than those of nitrogen-inefficient alfalfa type‘Longdong' alfalfa，while pH value was significantly lower than‘Longdong’alfalfa （ ?Plt;0.05） .Under the treatment of nitrogen application，the richnessand diversity index of rhizosphere soil bacterial communityof nitrogen-efficient type alfalfa ^°LW6010^° were higher than those of nitrogen-inefficient type alfalfa‘Longdong’alfalfa.In summary，nutrient content and soil enzyme activity of nitrogen-eficient alfalfa ‘ LW6010^′ were significantly higher than those of nitrogen-ineficient alfalfa‘Longdong’alfalfa，and theabundance of beneficialbacteria， such as Proteobacteria，Bacteroidetes and Pseudomonas，etc.，in rhizosphere soil of ?_LW6010， was higher than that of‘Longdong’ alfalfa，which was more conducive to improving soil fertility.

Keywords：Alfalfa;Nitrogen eficiency type;Rhizosphere soil nutrients;Rhizosphere microbial community char acteristics

氮素在作物產量和品質等方面起著至關重要的作用，近年來人們為了追求高產，在農田環境中大量施加氮肥，氮肥施用量逐年攀升。然而，這種做法在提高產量的同時也帶來了嚴峻的環境問題[1]。氮肥的過量使用不僅會導致農業生產成本大幅度上升2，還會導致土壤鹽堿化、土壤板結，以及土壤污染等問題[3-4]。研究表明同一作物不同品種對氮素吸收和利用效率存在著顯著差異[5-6]。因此，在基于增產和環境保護的雙重需求下，選育氮高效品種已經成為當前作物高效生產的研究熱點。

根際是指植物根系與土壤緊密接觸并且相互影響的微生態環境，也是土壤-根系-微生物相互作用最為活躍的區域，它是實現土壤和植物營養交換的門戶，對于維持土壤生態系統的健康和穩定具有重要意義[7-8]。在根際微域中，植物根系向根際溢泌根系分泌物、質子以及大量的有機物質，而根際微生物分解植物殘體并參與有機物的分解、礦化等過程，為植物提供必需的養分[9]，此外根際微生物還能夠通過抑制病原菌的生長和繁殖來抵御逆境脅迫，保護植物免受病害的侵襲[10]。不同氮效率作物的遺傳特性及其對土壤中營養元素的選擇吸收存在差異，進而對其的生長發育產生影響[11-12]。同時宿主品種的不同也會使得根系分泌物種類和數量產出發生變化，并改變了其根際土壤酶活性和根區微生物群落的組成[13-14]。如Kavamura等[15]研究發現高稈小麥（Triticumaestiuum）品種根際土壤中放線菌門（Actinobacteria）和變形菌門（Proteobacteria）的相對豐度較高，而矮稈品種的疣微菌門（Verrucomicrobia）和酸桿菌門（Acidobacteria）相對豐度較高，高桿品種根際更容易招募與促進植物生長相關的微生物。宋曉等16對小麥的研究結果表明：在不施氮和正常施氮條件下，氮高效小麥品種的根系形態指標、根系活力和根際土壤酶活性整體均顯著高于氮低效小麥，良好的根系是氮高效的基礎，且較高的土壤酶活性可以促進小麥對土壤氮素的高效利用。因此，深入研究作物氮效率基因型差異與根際土壤養分、微生物的相互作用，為提高作物生產力和改善土壤生態環境提供了新途徑。

紫花苜蓿（Medicagosatiua）作為一種優質的植物性蛋白飼料，對我國畜牧業的可持續發展具有重要意義[17]。研究表明不同品種紫花苜蓿對氮素的吸收利用效率存在差異[18]，因此，課題組前期對不同來源的紫花苜蓿品種進行系統研究，并將其劃分成4個氮效率類型：氮高效型、氮常效型、氮反效型和氮低效型[19]。目前，針對紫花苜蓿氮效率類型差異在根際土壤養分特性及微生物群落多樣性方面的影響研究未見報道。為此，本研究以不同氮效率類型紫花苜蓿為材料，通過田間試驗探討其根際土壤理化性質與酶活性的差異，并進一步研究其根際土壤微生物群落的特征，以期為紫花苜蓿氮高效品種的選育和高產栽培提供參考。

1 材料與方法

1. 1 供試材料與肥料

本試驗以前期已篩選的2個氮效率類型[19的紫花苜蓿品種為試驗材料：氮高效型 ?_LW6010， （無論環境氮水平充足或是缺乏時，均表現為氮營養高效）和氮低效型‘隴東'苜蓿（無論環境氮水平充足或是缺乏時，均表現為氮營養低效）。

供試肥料：氮肥使用尿素CO （NH₂）₂ （含 N? 46% ，磷肥使用過磷酸鈣 Ca（H₂PO₄）₂ （含 P₂O₅? 12% ）。

1.2 試驗地概況

試驗地位于甘肅省武威市民勤縣 （38^°13^′N 102^°44^′E） ，平均海拔 1400m ，試驗區為溫帶大陸性干旱氣候區，降水較少，晝夜溫差大，年日照時數為3134.5h，無霜期152d，年均氣溫為 8.8^°C ，年平均降水量 113.2mm ，年均蒸發量 2675.6mm ，約為降水量的24倍。土壤主要類型為灰棕漠土和風沙土，且鹽堿化程度較高。試驗前土壤基本理化性質為：全氮含量 0.88g?kg^-1 ，全磷含量 0.27g?kg^-1 ，全鉀含量 0.62g?kg^-1 ，堿解氮含量 67.56mg?kg^-1 ，有效磷含量 16.76mg?kg^-1 ，速效鉀含量 114.40mg^-1kg^-1 ，有機質含量為 5.52g?kg^-1 ，pH值為8.51。

1.3 試驗設計

本研究采用裂區試驗設計。主區設置2個氮水平，分別為不施氮 （N₀） 和施氮 103.5kg?hm^-2 （純N，記為 N_103.5， ，為當地推薦施肥量，轉化尿素為 225kg?hm^-2） ，副區設置2個氮效率類型紫花苜蓿，分別為氮高效型和氮低效型，每個處理重復3次，共12個小區。試驗小區面積為 5m×4.5m=22.5m² ，并隨機排列。為減少試驗誤差，各小區單排單灌，且小區間以0.75m 田埂將其隔離。2020年4月播種，采用覆膜穴播，行距 0.2m ，株距 0.15m ，播種量為 15kg?hm^-2 播種深度 1.5～2cm 。初花期劉割，播種當年（2020年）劉割2次，第二年（2021年）和第三年（2022年）均刈割4次。磷肥（過磷酸鈣，含 P₂O₅?12%） 作為底肥，播種前全部小區基施，施用量為 900kg?hm^-2 ：氮肥在種植當年平均分成2次施入，分別為播種前和第1次劉割后，第二年和第三年每年平均分成4次施人，分別為返青期和前3次刈割后，每次施肥后充分灌溉。試驗期間各小區除施氮肥不同外，除草、防治病蟲害等管理方法同當地大田生產。

試驗于種植第三年（2022年）第1次劉割（5月29日）后取樣。采用“抖根法\"進行五點取樣以獲取根際王壤樣品，取樣深度為 0～50cm 根系土層。將所取土樣混合并去除雜物后分成2份，一份裝入20mL 無菌離心管中，利用裝有干冰的泡沫箱帶回實驗室并暫存于一 80^°C 超低溫冰箱，隨后寄送至北京諾禾致源生物公司進行IlluminaMiSeq高通量測序；另一份放入冰盒中帶回實驗室，用于根際土壤微生物生物量及根際土壤養分和土壤酶活性的測定。

1.4 測定指標及方法

1.4.1根際土壤養分特性pH值采用pH計（雷磁pHs-3c，上海）（土液比為1：2.5）利用電位法測定；有機質（Soilorganicmatter，SOM含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；全氮（Totalnitrogen，TN）含量采用凱氏定氮法測定；堿解氮（Availablenitrogen，AN）含量采用堿解擴散法測定；有效磷（Avail-ablephosphorus，AP）含量采用O.5mol L^-1 ΔNaHCO₃ 浸提-鉬銻抗顯色法測定；速效鉀（Avail-ablepotassium，AK）含量采用測定NHOAc浸提-火焰光度法測定[20]

1.4.2根際土壤酶活性脲酶（Ureaseactivity，UE）活性采用靛酚比色法測定；堿性磷酸酶（Alkalinephosphataseactivity，ALP）活性采用磷酸苯二鈉比色法（pH值為10的硼酸鹽緩沖液）測定；過氧化氫酶（Catalaseactivity，CAT）活性采用高錳酸鉀滴定法測定；蔗糖酶（Invertaseactivity，INV）活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定;蛋白酶（Protease，PRO）活性采用芘三酮比色法測定[21]。

1.4.3根際土壤微生物量微生物量碳（Microbialbiomasscarbon，MBC）和微生物量氮（Microbialbiomassnitrogen，MBN）含量采用氯仿熏蒸 -K₂SO₄ 浸提法測定；微生物量磷（Microbialbiomassphosphorus，MBP）含量采用氯仿熏蒸 -NaHCO₃ 浸提法測定[22]。

1.4.4根際土壤細菌群落結構特征根際土壤樣品經過預處理后，利用OMEGA（美國）試劑盒抽提基因組DNA。采用16SrRNA（V4-V5區）高通量測序法測定根際土壤細菌群落結構及其多樣性，由北京諾禾致源有限公司利用Illumina-HiSeq平臺建庫完成測序并獲取有效數據進行分析。

1.5 數據分析

利用Qiime2軟件對原始數據進行降噪、拼接及去嵌合體后進行物種注釋與聚類，得到操作性分類單元（Operational taxonomic unit，OTU）。使用QIIME2軟件計算Alpha多樣性指數；使用MicrosoftExcel2016對數據進行匯總與整理，利用SPSS26.0進行獨立樣本t檢驗（顯著性水平設定為 Plt;0.05） 。

2 結果與分析

2.1氮高效型和氮低效型紫花苜蓿在不同施氮水平下的根際土壤養分特性

由表1可知，氮高效型紫花苜蓿 ?_LW6010 的根際土壤pH值均顯著低于氮低效型‘隴東'苜蓿 ?Plt; 0.05），而有機質、全氮和堿解氮含量均顯著高于‘隴東'苜蓿 （Plt;0.05） ，根際土壤有效磷含量在N_103.5 水平下顯著高于氮低效品種‘隴東'苜蓿（ Plt; 0.05），而速效鉀含量在氮效率類型間無明顯差異。

2.2氮高效型和氮低效型紫花苜蓿在不同施氮水平下的根際土壤酶活性

由圖1可知， ?_LW6010 和‘隴東'苜蓿的根際土壤酶活性在不同氮水平下均存在顯著差異。其中在 N₀ 水平下，LW6010’的根際土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性均極顯著高于‘隴東'苜蓿 ?Plt;0.01 或 Plt;0.001） ，而堿性磷酸酶顯著高于‘隴東'苜蓿（ ?Plt;0.05） ；在 N_103.5 水平下， ?_LW6010 中和‘隴東’首蓿的根際土壤酶活性均呈極顯著差異（Plt;0.001） ，且 Π_LW6010^， 的根際土壤酶活性較高。

Note： N₀ indicates no nitrogen application; N_103.5 indicates nitrogen application 103.5kg?hm^-2 .In the table，different lowercase letters indicated the significance of different varieties withthe same nitrogen level （ .Plt;0.05 ，and different uppercase letters indicated the significance of the same variety withdifferent nitrogen levels（ Plt;0.05 ）.The same asbelow

注：圖中*表示同一氮水平不同品種在 ΔPlt;0.05 水平差異顯著，**表示同一氮水平不同品種在 Plt;0.01 水平差異極顯著，***表示同一氮水平不同品種在 Plt;0.001 水平差異極顯著。下同

Note：In the figure， * indicated that there isasignificant difference in Plt;0.05 between different varieties with the same nitrogen level， ^** indicates that there is a significant difference in Plt;0.01 between different varieties with the same nitrogen level，and ^*** indicates that there isasignificant differencein Plt;0.001 betweendifferent varietieswith the same nitrogenlevel.The sameasbelow

2.3氮高效型和氮低效型紫花苜蓿在不同施氮水平下的根際土壤微生物量含量

由表2可知，無論施氮與否， ?_LW6010， 的根際土壤微生物量碳含量均顯著高于‘隴東'首蓿（ Plt;0.05），同時在 N₀ 水平下， ?_LW6010 的根際土壤微生物量氮和磷含量均顯著高于‘隴東'苜蓿（ Plt; 0.05）。施氮提高了 ?_LW6010 和‘隴東'苜蓿的根際土壤微生物量碳、氮和磷的含量。

表2不同氮效率類型紫花苜蓿的根際土壤微生物量碳氮磷含量

Table2Rhizosphere soil microbial biomasscarbon，nitrogenand phosphorus content ofalfalfa withdiferent nitrogen efficiency types

2.4氮高效型和氮低效型紫花苜蓿在不同施氮水平下的根際土壤細菌群落特征

2.4.1 根際土壤細菌的高通量測序結果如表3所示，從12個紫花苜蓿根際土壤樣本中總共獲得了775472個總序列數，經過過濾，去除在OTU聚類過程中與任何一條序列的相似度都達不到閾值（97% 的序列后，得到的注釋到的序列數目為737615，約占總序列數的 95.12% 。12個樣本的紫花苜蓿根際土壤中細菌分屬于69個門，139個綱，283個目，393個科，561個屬。

Note：LW.Mrepresented the rhizosphere soil of the nitrogen-efficient type alfalfa ?_LW6010， under nitrogen fertilization （N_103，5） ，LD.M rep resented the rhizosphere soilof thenitrogen-ineficient alfalfa‘Longdong'alfalfa under nitrogen fertilization （N_103，5） treatment，LW.L represented the rhizosphere soil of the nitrogen-efficient alfalfa type ?_LW6010， under no nitrogen application （N₀） treatment，and LD.L represented therhizosphere soil of the nitrogen-ineficient alfalfa‘Longdong’alfalfa under no nitrogenapplication （N₀） treatment.1，2，and 3 represent the number of repetitions for each treatment. The sameas below

2.4.2根際土壤細菌韋恩圖如圖2所示，氮高效和氮低效類型紫花苜蓿根際土壤細菌群落OTU的組成表現出相似性和差異性。4個處理所共有的OTU有2605個，分別占施氮處理下氮高效品種1 LW6010 根際土壤細菌OTU總數的 64.15% 和氮低效品種‘隴東'苜蓿根際土壤細菌OTU總數的62.65% ；同時，這些共有的OTU也分別占據了不施氮處理下 ?_LW6010， 根際土壤細菌OTU總數的67.19% 和‘隴東'苜蓿根際土壤細菌OTU總數的63.54% 。

其中施氮處理下 ?_LW6010 根際土壤特有的OTU373個，占其OTU總數的 9.18% ，‘隴東'苜蓿根際土壤特有的OTU376個，占其OTU總數的9.04% ；不施氮處理下 ?_LW6010 根際土壤特有的OTU264個，占其OTU總數的 6.81% ，‘隴東'苜蓿根際土壤特有的OTU390個，占其OTU總數的9.51% 。

2.4.3根際土壤細菌Alpha多樣性分析不同氮效率類型紫花苜蓿的根際土壤細菌群落多樣性指數見表4。通過對所有序列進行OTU聚類劃分，4個處理的測序深度指數均達到0.98。各處理的微生物多樣性指標中，在 N_103.5 水平下， ?_LW6010 根際土壤細菌菌群的豐富度指數（ACE和Chao1指數）以及Shannon指數均高于‘隴東'苜蓿；在 N₀ 水平下，‘隴東'苜蓿根際土壤的Shannon指數顯著大于5 C Plt;0.05） ；同時施氮顯著提高了0 LW6010 根際土壤觀測到的物種數（ ?Plt;0.05） 。

2.4.4根際土壤細菌群落門水平的群落特征如圖3所示，除其他（Others）外，各處理相對豐度占比前10的菌門分別為變形菌門（Proteobacteria，26.76%～33.37%） 、放線菌門（Actinobacteria，9.72%～13.27%） Unidentified_Bacteria（10. 28% ＼～13. 15% ）、擬桿菌門（Bacteroidetes， 6.12% ＼～9.73% ）、綠彎菌門（Chloroflexi， 5.24%～9.54%） 、酸桿菌門（Acidobacteria， 5.21%～8.62% 、厚壁菌門（Firmicutes， 0.18%～5.15%） 、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes， 2.92%～4.92% ）、黏細菌門（Myxococcota，2. 43%～4.79% 和浮霉菌門（Planc-tomycetes， 1.29%～4.55%） 。總體來看，各處理的主要優勢菌門為變形菌門和放線菌門。同時，無論施氮與否，氮高效類型紫花苜蓿 ?_LW6010 根際土壤變形菌門和擬桿菌門的相對豐度均高于氮低效類型‘隴東'苜蓿，其中在施氮處理下，分別高14. 16% 和 5.92% ，在不施氮處理下，分別高 8.67% 和 26.35% 。

2.4.5根際土壤細菌群落屬水平的群落特征如圖4所示，利用聚類熱圖分析前35個細菌菌屬的差異性。結果表明，在4種根際土壤中，侏囊菌屬（Nanno-cystis，1.12% 副球菌屬 （Paracoccus，1.02%） 、交替赤桿菌屬（Altererythrobacter， 0.64% ）、假單胞菌屬（Pseudomonas， 1. 35% ）和鹵囊菌屬（Haliangium，1.21% 在施氮處理下氮高效品種 ?_LW6010 根際土壤（LW.M）中的相對豐度較高;類諾卡氏菌屬（Nocar-dioides，1. 92% UTCFX1菌屬 （3.06%） 和未鑒定的葉綠體菌屬（Unidentified_Chloroplast，O. 64% ）在施氮處理下氮低效品種‘隴東'苜蓿根際土壤（LD.M）中的相對豐度較高；貪噬菌屬（Variouorax， 1.07% 、Adhaeribacter菌屬 （0.54% 、根瘤桿菌屬（Rhizobacter， 0.69% 、土地桿菌屬（Pedobacter， 0.92% ）和纖維弧菌屬（Celluibrio， 0.71%） 在不施氮處理下?LW6010^， 根際土壤（LW.L）中的相對豐度較高；鏈霉菌屬（Streptomyces，0. 45% ）和溶桿菌屬（Lysobacter，

0.75% 在不施氮處理下‘隴東'苜蓿根際土壤（LD.L）中的相對豐度較高。同一菌屬在不同處理中的相對豐度差異較大，且在2種施氮水平下，具有硝化反硝化作用的有益菌屬副球菌屬和假單胞菌屬的豐度均表現為‘LW6010'根際土壤大于‘隴東'首蓿。

通過多序列比對得到前100菌屬的代表序列，構建系統發生樹，如圖5所示。各處理根際土壤微生物主要分布在節桿菌屬（Arthrobacter）、鞘鞍醇單胞菌屬（Sphingomonas）、UTCFX1菌屬、類諾卡氏菌屬（Nocardioides）Subgroup_lO菌屬和馬賽菌屬（Massilia）中。

2.4.6根際土壤微生物物種組成的組間差異分析如圖6所示，基于LDA（閾值為3.5）的LEfSe分析進行組間比較，分析不同處理下根際土壤微生物群落之間穩定的差異物種，結果表明各處理共有25個物種具有顯著差異性。其中施氮處理下，中 LW6010 根際土壤中3個，‘隴東'苜蓿根際土壤中4個；不施氮處理下，‘LW6010’根際土壤中8個，‘隴東'苜蓿根際土壤中10個。其中，施氮處理下，‘LW6010’根際土壤主要顯著富集到了黏細菌門（p_Myxococcota）和隸屬于黏細菌門分支之一的多囊菌綱（c_Polyangia），‘隴東'苜蓿主要顯著富集到了與放線菌有關的微生物，如放線菌門（p_Actinobacteria）和未鑒定的放線菌綱（c_unidentified_Acti-nobacteria）；在不施氮處理下， ?_LW6010 根際土壤主要顯著富集到了與擬桿菌有關的微生物[擬桿菌門（p_Bacteroidota）和擬桿菌綱（c_Bacteroidia）]，而‘隴東'苜蓿主要顯著富集到了厚壁菌門（p_Firmicutes）和隸屬于厚壁菌門的梭菌綱（c_Clostridia）。

2.4.7根際土壤細菌Beta多樣性指數分析如圖7所示，PCoA分析結果顯示，第一主坐標軸（PC1）和第二坐標軸（PC2）分別解釋了 30.53% 和19.93% 的樣品變異，累計解釋率達 50.46% 。在4種根際土壤中，施氮處理下氮高效 LWGO10^′ 和氮低效‘隴東'苜蓿的根際土壤樣本點呈交叉分布且距離較近，并且與不施氮處理下 ?_LW6010 和‘隴東'苜蓿的根際土壤樣本點距離較遠，說明施氮處理下‘LW601O'和‘隴東'苜蓿的根際土壤物種組成更為相似。同樣，在NMDS圖中也反映出一致的結論。

3討論

在本研究中，2個氮效率類型的紫花首蓿根際土壤pH值均存在差異，無論施氮與否，氮高效類型紫花苜蓿的根際土壤pH值整體顯著低于氮低效類型，這可能是因為不同氮效率類型紫花苜蓿品種的基因不同，因此其自身遺傳特性和對土壤中營養元素的選擇吸收存在差異，導致了其根系分泌物的產出發生了變化，影響了根系對土壤陰陽離子的吸收[23]，使得不同氮效率紫花苜蓿間根際土壤的酸堿度不同。同時施氮處理下的根際土壤pH值較不施氮更低，其原因可能是本研究中尿素在水解和硝化作用的過程中生成了 H⁺ ，從而降低了土壤pH值[24]。此外，本研究還發現，在2個氮水平下，氮高效類型紫花苜蓿的根際土壤有機質和堿解氮含量均顯著高于氮低效類型。這一結果表明不同氮效率類型紫花苜蓿對土壤養分的需求程度存在明顯差異。可能的原因是氮高效型的根系形態較其他氮低效型更優[19]，進而加強了其對根際周圍營養元素活化與利用的能力25，同時其發達的根系有利于產生更多的根系分泌物，促進了根際土壤養分的循環和微生物的生長，使得根際土壤有機質含量和氮素利用率提高[8.26]，因此，紫花苜蓿氮高效型較氮低效型可以更好地改善根際土壤鹽堿度和提高土壤質量。本試驗中的2個氮效率類型紫花苜蓿的根際土壤有效磷和速效鉀含量在整體上無顯著差異，這也說明不同氮效率類型紫花苜蓿僅在氮效率方面存在差異，而在其他養分效率方面無差異。最后，在本研究中，施氮后2個氮效率類型紫花苜蓿根際土壤有機質、全氮和堿解氮含量均有所增加，這是因為施用氮肥可以提升土壤礦化速率，提高土壤的氮素積累，并使土壤有機碳的聚集增加[27-28]。吳勇等29的研究也發現施氮后根際土壤有機質和堿解氮含量較不施氮均增加。本研究發現2個氮效率類型紫花苜蓿的根際土壤有效磷和速效鉀含量在施氮后均有所減少。這一現象可能源于施氮促進了紫花苜蓿的生長發育，從而導致紫花苜蓿對速效養分的需求變大，從土壤中汲取了更多的有效磷和速效鉀含量。

土壤酶主要由土壤中動物、植物和微生物分泌，其為土壤養分循環提供了主要驅動力[30]。本研究中，無論施氮與否，氮高效類型的根際土壤酶活性總體較高，均顯著高于氮低效類型，這可能是因為紫花苜蓿根系分泌物的產生和釋放在不同氮效率類型品種間存在差異，從而影響了土壤酶活性的大小。并且，本研究中氮高效類型紫花苜蓿在2個氮水平下的根際土壤微生物量碳氮磷含量均較高，說明其根際土壤微生物更為活躍，因為氮高效類型紫花苜蓿較氮低效類型具有更加龐大和發達的根系，為其根系分泌物的產生和微生物的活動提供了充分的養分環境[31]，因此氮高效類型紫花苜蓿的根際土壤酶活性表現最好，并促進了作物的良好生長。宋曉等1對不同氮效率小麥的研究中也發現，在兩種施氮處理下，氮高效小麥的根際土壤酶活性整體顯著高于氮低效小麥。這也進一步說明了氮高效類型紫花苜蓿在低氮脅迫逆境下具有更強的適應能力。同時，本研究還發現施氮后各氮效率類型紫花苜蓿的根際土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性均有不同程度的提升，這可能是因為增施氮肥為土壤提供了足夠的氮源并增加了有機質的含量，刺激了根際代謝物的分泌，為土壤微生物的活動提供了足夠的氮源和碳源以供自身生長，進而使得土壤酶的活性增加[32-33]。朱琳等34的研究也發現施氮后能夠顯著增加根際土壤MBC，MBN含量以及脲酶和硝酸還原酶活性。

根際土壤微生物作為土壤微生態系統中最活躍的一部分，其群落多樣性和豐富度的大小能夠反映出土壤的健康狀態，對作物的生長發育具有重要意義[35]。在本研究中，基于16SrRNA高通量測序分析結果表明，不論品種和施氮水平，各處理間的主要細菌群落組成種類基本相似，其差異集中表現菌群相對豐度上。在施氮處理下，氮高效類型紫花苜蓿‘LW601O'的物種菌群豐富度指數（ACE和Chao1指數）以及多樣性指數中的Shannon指數均高于氮低效類型‘隴東'苜蓿，而在不施氮處理下，隴東'苜蓿根際土壤細菌的Shannon指數顯著大于 ?_LW6010， .這可能是因為不同氮效率紫花苜蓿的基因型差異，導致其根系分泌物、生長代謝特性以及根際土壤養分和酶活性不同，為土壤微生物活動提供碳源和氮源也產生了變化，同時不同根系分泌物所釋放的有機物種類和數量差異也會導致根際土壤中微生物的活動和生態位發生變化，從而影響根際土壤微生物群落結構特征的構成。此外，在本研究中，4個處理下的紫花苜蓿根際土壤細菌主要由變形菌門、放線菌門、unidentified_Bacteria、擬桿菌門、綠彎菌門和酸桿菌門組成。王曉春等36對鹽堿地紫花苜蓿根際土壤細菌群落的研究也有類似發現。大量研究表明，變形菌門和擬桿菌門均是植物根際土壤中普遍存在的細菌[37-38]，變形菌門能夠促進土壤有機質轉化、分解過程，從而改善土壤結構[39]，提高土壤質量。擬桿菌門具備活化根際養分的能力，如其可通過促進磷素的轉化和利用，為作物生長供應豐富的磷素，可有效維持與周邊環境之間的穩定[40]。在本研究中，2個氮水平下氮高效紫花苜蓿 ^*LW6010^° 的根際土壤變形菌門和擬桿菌門的相對豐度均高于氮低效型‘隴東'苜蓿，說明氮高效型紫花苜蓿根際土壤細菌群落更有利于提高土壤肥力。這可能是因為不同氮效率類型紫花苜蓿根系分泌物的組成和數量不同，而植物可以通過調控根系分泌物的變化使得根際區系與外界環境相適應[41-42]。此外，研究還發現，無論施氮與否，氮高效型的 ?_LW6010 的根際土壤副球菌屬和假單胞菌屬的豐度均高于氮低效型‘隴東’苜蓿，而副球菌屬是參與反硝化作用的有益微生物，且對自然界中的污染物具有活性降解作用[43]，假單胞菌屬能夠分解活化根際土壤中難溶性的磷酸鹽，并促進植物對磷素的吸收[44]，說明紫花苜蓿氮高效型較氮低效型更有利于改善根際土壤環境。

4結論

本研究中，紫花苜蓿氮高效型與氮低效型根際土壤養分特性存在顯著差異，氮高效型紫花苜蓿‘LW6010根際土壤pH值顯著低于氮低效型‘隴東苜蓿’，而全氮含量、堿解氮含量、有機質含量、土壤酶活性和微生物量碳含量均顯著高于氮低效型‘隴東苜蓿’。

無論施氮與否，2個氮效率類型紫花苜蓿的根際土壤細菌優勢菌門均為變形菌門、放線菌門、unidentified_Bacteria、擬桿菌門、綠彎菌門和酸桿菌門，且氮高效型紫花苜蓿‘LW6010'的根際土壤優勢菌群的豐度高于氮低效型‘隴東苜蓿’，更有利于提高土壤肥力。

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（責任編輯 閔芝智）