林婷 招禮軍 朱栗瓊 黃相玲 魏國余

DOI： 10.11931/guihaia.gxzw202210059

林婷， 招禮軍， 朱栗瓊， 等， 2024.

氮磷鉀添加對羅漢松土壤微生物功能多樣性的影響 ［Ｊ］.

廣西植物， 44（5）： 895-906.

LIN T， ZHAO LJ， ZHU LQ， et al.， 2024.

Effects of nitrogen， phosphorus and potassium additions on functional diversity of soil microorganisms in Podocarpus macrophyllus ［J］.

Guihaia， 44（5）： 895-906.

摘? 要：? 為揭示羅漢松土壤微生物對不同氮磷鉀養(yǎng)分水平的響應(yīng)及規(guī)律，該研究以兩年生羅漢松（Podocarpus macrophyllus）幼苗為試驗(yàn)樹種，采用L9正交試驗(yàn)控制盆栽土壤的氮磷鉀養(yǎng)分水平梯度，使用稀釋平板涂布法和Biolog-ECO微平板法探討不同土壤氮磷鉀養(yǎng)分水平對羅漢松土壤微生物量和群落多樣性及其對6種碳源的利用特征。結(jié)果表明：（1）隨氮添加量的增加，土壤細(xì)菌（P<0.05）和放線菌數(shù)量（P<0.001）減少，真菌（P<0.001）及固氮菌數(shù)量（P<0.01）顯著增加，土壤微生物群落的Pielou 指數(shù)（P<0.001）降低，Simpson指數(shù)（P<0.05）和McIntosh指數(shù)（P<0.001）升高，從而降低了土壤微生物對6種碳源的利用強(qiáng)度，特別是對難利用碳源胺類（P<0.001）、羧酸（P<0.001）、聚合物（P<0.001）及其他化合物（P<0.001）的利用強(qiáng)度顯著降低。（2）磷添加量的增加顯著降低了土壤微生物群落的Shannon指數(shù)（P<0.05）。（3）鉀添加量的增加顯著降低了土壤微生物群落的Shannon指數(shù)和Pielou指數(shù)及微生物群落對碳水化合物和氨基酸（P<0.01）兩類易利用碳源的強(qiáng)度。綜上所述，氮添加和鉀添加是影響羅漢松土壤微生物群落功能多樣性的主要因素，在羅漢松培育時應(yīng)注意少量多次施肥，降低氮和鉀的添加量，適當(dāng)提高磷添加量，以促進(jìn)羅漢松的生長及其可持續(xù)培育。該研究從微生物的角度為羅漢松施肥及管護(hù)提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞： L9正交試驗(yàn)， Biolog-ECO， 羅漢松施肥， 碳源利用， 微生物群落功能多樣性

中圖分類號：? Q948.12

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：? A

文章編號：? 1000-3142（2024）05-0895-12

收稿日期：? 2023-03-04? 接受日期： 2023-09-13

基金項(xiàng)目：? 國家自然科學(xué)基金（31560061）。

第一作者： 林婷（1996—），碩士研究生，研究方向?yàn)橥寥郎鷳B(tài)學(xué)，（E-mail）gxulinting@163.com。

*通信作者：? 招禮軍，博士，教授，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)，（E-mail）zhlj-70@163.com。

Effects of nitrogen， phosphorus and potassium additions

on functional diversity of soil microorganisms

in Podocarpus macrophyllus

LIN Ting1， ZHAO Lijun1*， ZHU Liqiong2， HUANG Xiangling1， WEI Guoyu3

（ 1. College of Forestry， Guangxi University， Nangning 530004， China; 2. Guangxi Vocational University of Agriculture，

Nanning 530009， China; 3. Guangxi Gaofeng State Owned Forest Farm， Nanning 530001， China）

Abstract：

The purpose of the study was to characterize the response， as well as the regularitity of soil microorganisms in Podocarpus macrophyllus to different levels of nitrogen （N）， phosphorus （P）， and potassium （K）. Using two-year old P. macrophyllus seedlings as the test species， the researchers controlled the gradients of N， P and K nutrient levels using the L9 orthogonal test in the potted soil. The dilution plate coating method and Biolog-ECO microplate method were used to explore the effects of different soil nutrient levels on the amount and community diversity of P. macrophyllus soil microorganisms and their utilization characteristics of six carbon sources. The results were as follows： （1） The number of soil bacteria （P<0.05） and actinomycetes （P<0.001） decreased while the number of fungi （P<0.001） and nitrogen-fixing bacteria （P<0.01） increased significantly when different levels of N were added. Additionally， the Pielou index （P<0.001） of the soil microbial community decreased， and the Simpson index （P<0.05） and McIntosh index （P<0.001） increased with increasing N addition. This reduced the intensity of utilization of six carbon sources by soil microorganisms， especially the intensity of utilization of difficult carbon sources such as amines （P<0.001）， carboxylic acids （P<0.001）， polymers （P<0.001） and other compounds （P<0.001）. （2） The increase in P addition significantly reduced the Shannon index of soil microbial community （P<0.05）. （3） The increase in K addition significantly reduced the Shannon index （P<0.05） and Pielou index （P<0.05） of the soil microbial community and the intensity of utilization of two easily available carbon sources， carbohydrates （P<0.001） and amino acids （P<0.01）， by the microbial community. In conclusion， N addition and K addition are the main factors affecting the functional diversity of soil microbial communities of P. macrophyllus. Attention should be paid to the cultivation of P. macrophyllus by applying fertilizer in small amounts and multiple times， reducing the addition of N and K， and appropriately increasing the addition of P to promote the growth of P. macrophyllus and its sustainable cultivation.

Key words： L9 orthogonal test， Biolog-ECO， Podocarpus macrophyllus， fertilization， carbon source utilization， microbial community functional diversity

羅漢松（Podocarpus macrophyllus）是羅漢松科（Podocarpaceae）羅漢松屬（Podocarpus）的多年生常綠針葉喬木，主要分布在我國長江以南的各個省區(qū)（Mill， 2003），被廣泛用于園林綠化、盆景觀賞和醫(yī)藥行業(yè)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值（霍燦燦等，2023）。近年來，隨著人們生活水平的提高，羅漢松盆景也越來越受歡迎。羅漢松生長緩慢，常需要很長時間才能培養(yǎng)成景 （Dickie， 2011），科學(xué)施肥不但能促進(jìn)羅漢松苗木快速生長，縮短成景時間，還對其苗木質(zhì)量及其可持續(xù)培育具有重要意義。

施肥不僅可以促進(jìn)苗木生長，提升土壤肥力，還對土壤微生物的群落數(shù)量和結(jié)構(gòu)具有重要的調(diào)控作用（李茂等，2021）。土壤微生物作為土壤生態(tài)系統(tǒng)最敏感也是最重要組成部分（Bardgett et al.， 2005），在很大程度上決定了物質(zhì)循環(huán)的快慢，并在一定程度上反映土壤狀況（Kramer et al.， 2013），包括有機(jī)質(zhì)的分解和簡單物質(zhì)的再合成能力（Cusack et al.， 2011）、養(yǎng)分循環(huán)、生物固氮等重要作用（Hemkemeyer et al.， 2021）。土壤微生物對碳源代的利用強(qiáng)度高低是衡量土壤的質(zhì)量和健康程度、評價土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)（Yang et al.， 2013）。研究表明，土壤中氮磷鉀養(yǎng)分含量的添加能顯著提高植物土壤微生物量（Jangid et al.， 2008;? Li et al.， 2015）、微生物多樣性（Kracmarova et al.， 2020）、平均顏色變化率及其對碳源的利用強(qiáng)度 （Jiang et al.， 2019）。

目前，有關(guān)養(yǎng)分添加對羅漢松土壤微生物群落功能多樣性的影響研究鮮少有見。為明確不同氮磷鉀添加量在羅漢松苗木培育中的效果并確定氮磷鉀的最佳施用量，本研究依托廣西大學(xué)林學(xué)院教學(xué)科研基地，采用 L9正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（Jiang et al.， 2021）、稀釋平板涂布法和Biolog-ECO微平板法（黃相玲，2019; 李萬年等，2022; Ochieno， 2022）對不同氮磷鉀添加處理下土壤微生物群落的碳源利用活性進(jìn)行研究，并結(jié)合L9極差分析、冗余分析（redundancy analysis， RDA）和典型關(guān)聯(lián)分析（canonical correlation analysis， CCA）對土壤微生物群落功能多樣性進(jìn)行分析，以期從微生物的角度為羅漢松施肥及管護(hù)提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于中國廣西南寧市廣西大學(xué)內(nèi)林學(xué)院教學(xué)科研基地（108°12′ E， 22°50′ N），屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，全年日照充足，年均溫度約21.8 ℃，年降雨量約1 350 mm，平均相對濕度76%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用盆栽法，以兩年生羅漢松實(shí)生苗為試材，平均株高50 cm，平均地徑0.5 cm。盆栽盆規(guī)格高45 cm，內(nèi)徑20 cm。供試土壤為森林生土與河砂1∶1混合，森林生土較為貧瘠，能較好地說明養(yǎng)分添加后對土壤微生物功能多樣性的影響。2018年3月，每盆裝土8 kg，植苗一株。采用L9正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（Jiang et al.， 2021），將氮磷鉀添加量各設(shè)置3個水平梯度，每個處理15個重復(fù)。氮添加選用尿素（N≥46%），磷添加選用過磷酸鈣（P2O5≥12%），鉀添加選用氯化鉀（K2O≥60%），均為速效肥。將肥料與土壤按表1中的設(shè)置混合后置于盆中，每周對盆栽進(jìn)行補(bǔ)水3次，保證苗木的正常生長。2018年7月，測量株高地徑，取0～20 cm層盆土，每5盆土合成一個土樣，消除個體差異，每個處理共3個混合樣供測量。試驗(yàn)土樣pH值和有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀分別為7.5和23.540、0.850、0.336、12.680、0.110、0.007、0.054 g·kg-1。

1.3 土壤微生物量碳、氮的測定

土壤微生物量碳（microbial carbon， MBC）、微生物量氮（microbial nitrogen， MBN）采用氯仿熏蒸法（Knnen et al.， 2018）測定。稱取10 g新鮮土樣于27 ℃、65%濕度的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24 h后取出置于密封性完好的真空干燥器中，同時放入盛有10 mL氯仿的小燒杯和一個盛有50 mL 稀NaOH溶液的小燒杯，真空泵抽真空使氯仿劇烈沸騰5 min后關(guān)閉，于25 ℃培養(yǎng)箱黑暗培養(yǎng)24 h。對照為未熏蒸處理。培養(yǎng)結(jié)束后每個樣品加入50 mL 0.5 mol·L-1 K2SO4溶液，充分振蕩后過濾，澄清

溶液立即使用TOC儀測定微生物生物量碳、氮。計(jì)算公式如下。

BC=EC-E0KEC；

BN=EN-E1KEN。

式中： BC為微生物量碳；EC為熏蒸樣的微生物量碳；E0為未熏蒸樣的微生物量碳；KEC為轉(zhuǎn)換系數(shù)0.40；BN為微生物量氮；EN為熏蒸樣的微生物量氮；E1為未熏蒸樣的微生物量氮；KEN為轉(zhuǎn)換系數(shù)0.45。

1.4 土壤微生物數(shù)量測定

土壤微生物量測定采用稀釋平板涂布法測定，主要測量細(xì)菌（bacterium）、真菌（fungus）、放線菌（antiobacteria，ACT）和固氮菌（nitrogen-fixing bacterium，NFB） 的數(shù)量。細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌用高氏1號培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌用馬丁氏培養(yǎng)基培養(yǎng)，固氮菌用甘露醇瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)。細(xì)菌培養(yǎng)1～2 d，真菌3～5 d，固氮菌4～5 d，放線菌5～7 d，培養(yǎng)結(jié)束后取出平板計(jì)數(shù)。

1.5 土壤微生物功能多樣性的測定

使用Biolog-ECO微平板法測定土壤微生物群落功能多樣性。將10 g已處理的土樣加入滅菌處理的生理鹽水中充分振蕩，取上層清液稀釋得到10-3的菌懸液后接種到Biolog生態(tài)板中，置于25 ℃黑暗條件下培養(yǎng)，每間隔24 h用微生物自動鑒定儀上測定590 nm和720 nm的吸光值。測定完成后分別計(jì)算每個時間的土壤顏色平均變化率（average well color development， AWCD）。待培養(yǎng)穩(wěn)定后分別計(jì)算Shannon index （H）、Simpson index （D）、McIntosh index （U）和Pielou index （E），評估土壤微生物群落常見種優(yōu)勢度、物種豐富度和均勻度（吳則焰等， 2013）。計(jì)算公式如下。

H=-∑Pi×ln（Pi）；

D=1-∑（Pi）2；

U=? （∑Ni2）；

E=HlnS；

AWCD=［∑（Ci-R）］/31。

式中： Ci為31個碳源孔吸光值；R為對照孔吸光值；Pi為每孔吸光值除以所有孔的吸光值；Ni為第i個孔的相對吸光值；S為被微生物利用的碳源種類。

1.6 株高和地徑的測定

株高使用鋼尺測量；地徑使用游標(biāo)卡尺測量。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與統(tǒng)計(jì)，利用SPSS 21.0進(jìn)行Turkey檢驗(yàn)分析，用Origin 2021制圖。

2? 結(jié)果與分析

2.1 不同氮磷鉀添加水平的羅漢松土壤微生物量

由圖1可知，養(yǎng)分添加處理對土壤MBC、MBN、MBC/MBN影響顯著，養(yǎng)分添加處理都顯著高于對照（CK）處理。由圖2可知，羅漢松土壤微生物數(shù)量由高到低依次為細(xì)菌、放線菌、真菌、固氮菌，數(shù)量級依次達(dá)到了107、106、104、103。羅漢松土壤中的細(xì)菌是主要菌群，占土壤微生物總數(shù)的80%以上，其次為放線菌為15%～20%，真菌及固氮菌數(shù)量相對占比較小，只占千分之幾。細(xì)菌與放線菌數(shù)量在不同氮磷鉀養(yǎng)分水平添加影響下差異不大，真菌與固氮菌數(shù)量在不同氮磷鉀養(yǎng)分水平添加下顯著高于對照處理。由圖3可知，土壤MBC指標(biāo)中磷（P）添加的T值最大，說明土壤MBC受P添加影響最大（下同），氮（N）添加與鉀（K）添加的影響程度相當(dāng)。MBN受土壤N添加和K添加的影響最大，P添加影響最小。N添加對細(xì)菌影響最大，其次為P添加，K添加影響最小。N添加對放線菌、真菌和放線菌影響最大，P添加和K添加影響較小，可忽略不計(jì)。總體而言，羅漢松土壤MBC與MBN受不同養(yǎng)分調(diào)控，其中P添加是影響MBC的主要因子，而N添加和K添加則是羅漢松土壤MBN的主要影響因子。

2.2 不同氮磷鉀添加水平的羅漢松土壤微生物多樣性指數(shù)

由表2可知，與對照比較，氮磷鉀添加顯著提高了羅漢松土壤微生物Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)、McIntosh指數(shù)、Pielou指數(shù)。由圖4可知，在微生物多樣性的4項(xiàng)指標(biāo)中，不同養(yǎng)分添加對土壤微生物的影響程度不同。N、P、K添加均對Shannon指數(shù)起到較大的影響作用，其中T值最大的為N和P添加，K添加的T值最小。在Simpson指數(shù)和McIntosh指數(shù)指標(biāo)中，N添加的T值最大，P和K添加的T值較小，可忽略不計(jì)。在Pielou指數(shù)指標(biāo)中，N、P、K添加均對其起到較大的影響作用，其中T值最大為N添加，其次為P添加，最小為K添加。

2.3 不同氮磷鉀添加水平的羅漢松土微生物群落不同碳源利用特征

由圖5可知，養(yǎng)分水平的AWCD在培養(yǎng)24 h后進(jìn)入快速增長期，在培養(yǎng)120 h將Biolog的碳源消耗后逐漸趨于穩(wěn)定。A處理5類土壤微生物碳源利用顯著高于其他處理。Biolog微平板上有96個微孔，共31種碳源，將其按照化學(xué)基團(tuán)性質(zhì)分為6類，即胺類（amines）、羧酸類（carboxylic acids，CAA）、多聚物類（polymers）、碳水化合物類（carbohydrate）、氨基酸類（amino acids，AMA）以及其他化合物（other compounds，OC）。由圖6可知，A處理土壤養(yǎng)分水平下微生物對所有碳源的利用較高。碳水化合物類、氨基酸類、羧酸類、多聚類物和其他化合物在I處理處利用特征最低。對照處理對氨基酸類和碳水化合物碳源利用程度最低，對其余碳源利用均表現(xiàn)較好。

2.4 不同氮磷鉀添加水平的羅漢松幼苗株高和地徑增量

由表3可知，羅漢松株高及地徑增量受土壤養(yǎng)分水平影響趨勢與微生物群落功能多樣性響應(yīng)趨勢一致。養(yǎng)分添加處理高于對照處理，N添加對羅漢松株高生長影響最大，其次為P添加，K添加影響最?。籒添加對羅漢松地徑生長影響最大，其次為K添加，P添加影響最小。

2.5 氮磷鉀添加對羅漢松土壤微生物群落功能多樣性的影響分析

由圖7和圖8可知，氮磷鉀養(yǎng)分添加對羅漢松土壤微生物群落功能多樣性有顯著影響，其中N添加是影響羅漢松土壤微生物群落功能多樣性的主導(dǎo)因子。羅漢松土壤真菌數(shù)量（P<0.001）、固氮菌數(shù)量（P<0.01）、Simpson指數(shù)（P<0.05）、 McIntosh指數(shù)（P<0.001）均與N添加量呈顯著正相關(guān)，細(xì)菌數(shù)量（P<0.05）、放線菌數(shù)量（P<0.001）、AWCD（P<0.001）、Pielou指數(shù)（P<0.001）、MBC/N（P<0.05）、胺類碳源利用強(qiáng)度（P<0.001）、羧酸類碳源利用強(qiáng)度（P<0.001）、多聚物碳源利用強(qiáng)度 （P<0.001）、 其他化合物碳源利用強(qiáng)度 （P<0.001）均與N添加量呈顯著負(fù)相關(guān)。Shannon指數(shù)（P<0.05）與P添加量呈顯著負(fù)相關(guān)。Shannon指數(shù)（P<0.05）、Pielou指數(shù)（P<0.05）、氨基酸類碳源利用強(qiáng)度（P<0.01）、碳水化合物類碳源利用強(qiáng)度（P<0.001）與K添加量呈顯著負(fù)相關(guān)。羅漢松株高增量和地徑增量與N添加呈負(fù)相關(guān)，與K添加呈正相關(guān)，但均未達(dá)到顯著水平，而羅漢松的株高增量（P<0.001）和地徑增量（P<0.01）與P添加量呈顯著正相關(guān)。由圖8可知，微生物功能多樣性指標(biāo)之間存在不同程度的相關(guān)性。細(xì)菌和放線菌數(shù)量及微生物群落豐富度和均勻度與6種碳源利用強(qiáng)度呈不同程度正相關(guān)，而真菌和固氮菌數(shù)量及微生物群落一致性和優(yōu)勢度則與6種碳源利用強(qiáng)度呈不同程度負(fù)相關(guān)。

3? 討論

3.1 氮磷鉀添加對羅漢松土壤微生物量及其多樣性的影響

本研究中羅漢松土壤中的細(xì)菌是主要菌群，占土壤微生物總數(shù)的80%以上，其次為放線菌，為15%～20%，真菌及固氮菌數(shù)量相對占比較小，只占千分之幾，與張笑宇（2018）研究結(jié)論一致。本研究中， 養(yǎng)分添加尤其是N添加顯著增加了真菌的數(shù)量，可能與真菌的適應(yīng)性有關(guān)，研究表明真菌更適應(yīng)在氮磷鉀添加的環(huán)境中生長（Zhou et al.， 2016; Fang et al.， 2019）。同時，N添加會導(dǎo)致植物根系或土壤微生物對P需求的增加， 導(dǎo)致土壤

磷酸酶活性的升高，從而間接提高了土壤真菌的數(shù)量（Norisada et al.， 2006; Ushio et al.， 2010）。羅漢松土壤中的固氮菌數(shù)量可觀，Li YY等（2019）研究表明土壤N添加會引起固氮菌與其他微生物競爭從而降低土壤固氮菌的數(shù)量。本研究中，N添加顯著提高了羅漢松土壤固氮菌的數(shù)量。孫琪琪等（2022）研究表明N添加對不具固氮功能的結(jié)瘤根系中的固氮菌起促進(jìn)作用，而羅漢松根部存在的大量根瘤，可能是羅漢松土壤固氮菌隨N添加增加的原因。固氮菌的固氮作用能提高土壤有效氮的含量（Huang et al.， 2014），從而與土壤N添加形成正反饋關(guān)系，更加強(qiáng)了N添加對土壤微生物功能多樣性的影響。本研究中， 高養(yǎng)分添加降低了細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，但降低的幅度較小，說明養(yǎng)分添加對細(xì)菌和放線菌影響較小，這一結(jié)果與Li YL等（2019）研究一致。碳氮比是影響土壤微生物結(jié)構(gòu)的重要因素 （Williamson et al.， 2005），說明在土壤有機(jī)碳不變的情況下，氮添加量是影響土壤微生物結(jié)構(gòu)的主要因素。

Shannon指數(shù)體現(xiàn)了微生物群落的豐富度、Simpson指數(shù)展現(xiàn)其優(yōu)勢度、 McIntosh指數(shù)表征基于群落物種多維空間距離的多樣性指數(shù)，簡單而言就是微生物群落的一致性，Pielou指數(shù)說明其均勻度。本研究中，微生物群落的多樣性主要受到N的影響，結(jié)合N添加對細(xì)菌和放線菌的抑制作用及對真菌和固氮菌的促進(jìn)作用。在未添加有機(jī)養(yǎng)分的情況下，N添加可能通過改變了土壤有機(jī)物的組成，從而改變了土壤食物鏈中有機(jī)物的流通，影響了微生物的代謝活性（蘇丹等，2015），N添加量的增加可能降低或抑制羅漢松土壤中敏感性較高的微生物的數(shù)量及多樣性（王慧穎等， 2018），并使土壤中的優(yōu)勢菌群更具優(yōu)勢，一致性更高。例如，土壤中的腐生真菌尤其是擔(dān)子菌與養(yǎng)分添加呈正相關(guān)（Wang et al.， 2017）。同時，該真菌的競爭力和數(shù)量的提高導(dǎo)致其他微生物種類生長緩慢甚至消失。久而久之，土壤微生物多樣性嚴(yán)重下降，菌群單一，不利于羅漢松生長與發(fā)育。

3.2 氮磷鉀添加對羅漢松土壤微生物碳源利用特征及功能多樣性的影響

不同氮磷鉀添加量對羅漢松土壤微生物碳源利用強(qiáng)度影響顯著，而土壤微生物群落對不同碳源利用能力反映了土壤微生物群落功能多樣性變化（田雅楠和王紅旗， 2011）。本研究中，土壤微生物對碳源的利用強(qiáng)度與養(yǎng)分添加及土壤微生物的多樣性有顯著的相關(guān)性，與蘇煜和黃劭理（2022）的研究一致。不同的養(yǎng)分添加會對羅漢松幼苗產(chǎn)生不同影響從而影響其分根系的分泌物種類及數(shù)量，本研究中氮磷鉀添加的氨基酸和碳水化合物類的利用強(qiáng)度顯著高于對照處理，說明氨基酸和碳水化合物是羅漢松根系的主要分泌物，而這些分泌物是土壤微生物較易利用和利用強(qiáng)度最大的碳源（Chapin et al.， 1993; Zhang et al.， 2020），被微生物轉(zhuǎn)化后合成植物生長所需的調(diào)節(jié)劑能被植物吸收利用，促進(jìn)植物生長（李茂等，2021）。胺類、羧酸、聚合物和其他化合物是土壤碳源中受特異性微生物影響的類型（ Hiraishi & Khan， 2003; Zhalnina et al.， 2018; 張勝男等， 2020），這類難利用碳源隨著養(yǎng)分添加量的增加顯著下降，可能由于N、P、K添加量的增加提高了土壤的鹽濃度（Zhou et al.， 2017）而導(dǎo)致土壤微生物對碳源的利用強(qiáng)度顯著下降（Wang et al.， 2020; Wang et al.， 2022）。本研究還表明，N添加通過降低土壤細(xì)菌和放線菌的數(shù)量和提高土壤真菌和固氮菌的數(shù)量，降低了微生物群落的豐富度、均勻度并提高了微生物群落一致性和優(yōu)勢度， 從而間接地降低土壤微生物群落對難利用碳源的強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致羅漢松土壤質(zhì)量及土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的下降，不利于羅漢松的生長發(fā)育。本研究中，羅漢松株高增量和地徑增量與P添加呈顯著正相關(guān)，體現(xiàn)出盆栽羅漢松對P元素的偏好。本文中的L9極差分析和相關(guān)性分析結(jié)論較為一致，具有較高的可信度，但本研究為盆栽試驗(yàn)，供試苗木為兩年生羅漢松幼苗，試驗(yàn)時間也只有4個月，具有一定的局限性，適用于人工栽培環(huán)境，在野外是否具有相似結(jié)論仍需要實(shí)地進(jìn)一步探究。

4? 結(jié)論

不同養(yǎng)分添加水平對土壤微生物功能多樣性具有顯著影響?？傮w而言，養(yǎng)分添加對羅漢松的土壤微生物群落功能多樣性及其生長普遍高于對照組，說明羅漢松生長喜肥。但是，各指標(biāo)隨氮磷鉀各個元素添加量的不同出現(xiàn)了不同的響應(yīng)情況。其中，N添加是影響其變化的主導(dǎo)因子。N添加量的增加顯著降低了土壤細(xì)菌和放線菌的數(shù)量、微生物群落的豐富度和均勻度，增加了土壤真菌和固氮菌的數(shù)量、微生物群落的優(yōu)勢度和一致性，從而降低了羅漢松土壤微生物對難利用碳源的強(qiáng)度，而固氮菌與氮含量的正反饋效應(yīng)加深了該項(xiàng)影響。P添加量的增加顯著降低了土壤微生物群落的豐富度。K添加量的增加顯著降低了土壤微生物群落的豐富度和均勻度及微生物群落對易利用碳源的強(qiáng)度。因此，在羅漢松培育中仍需要進(jìn)行施肥管護(hù)，但在施肥時應(yīng)注意少量多次，并適當(dāng)減少N和K的添加量，增加P添加量，為羅漢松的生長營造良好的土壤生態(tài)環(huán)境，以促進(jìn)羅漢松的生長及其可持續(xù)培育。

參考文獻(xiàn)：

BARDGETT RD， BOWMAN WD， KAUFMANN R， et al.， 2005. A temporal approach to linking aboveground and belowground ecology ［J］. Trends Ecol Evol， 20（11）：? 634-641.

CHAPIN FS， MOILANEN LH， KIELLAND K， 1993. Preferential use of organic nitrogen for growth by a non-mycorrhizal arctic sedge ［J］. Nature， 361： 150-153.

CUSACK D， SILVER W， TORN M， et al.， 2011. Changes in microbial community characteristics and soil organic matter with nitrogen additions in two tropical forests ［J］. Ecology， 92： 621-632.

DICKIE I， 2011. Ecology of the Podocarpaceae in tropical forests： Podocarp roots， mycorrhizas， and nodules ［M］. Washington， DC： Smithsonian Institution Scholarly Press： 168-176.

FANG XM， ZHANG XL， CHEN FS， et al.， 2019. Phosphorus addition alters the response of soil organic carbon decomposition to nitrogen deposition in a subtropical forest ［J］. Soil Boil Biochem， 133： 119-128.

HEMKEMEYER M， SCHWALB S， HEINZE S， et al.， 2021. Functions of elements in soil microorganisms ［J］. Microbiol Res， 252： 126832.

HIRAISHI A， KHAN ST， 2003. Application of polyhydroxyalkanoates for denitrification in water and wastewater treatment ［J］. Appl Microbiol Biotechnol， 61（2）：? 103-109.

HUANG XL， 2019. Effects of fertilization on soil enzyme activity and microbial community function diversity of Podocarpus macrophyllus ［D］. Nangning： Guangxi University.? ［黃相玲， 2019. 施肥對羅漢松土壤酶活性及微生物群落功能多樣性的影響 ［D］. 南寧： 廣西大學(xué).］

HUANG XM， LIU SR， WANG H， et al.， 2014. Changes of soil microbial biomass carbon and community composition through mixing nitrogen-fixing species with Eucalyptus urophylla in subtropical China ［J］. Soil Boil Biochem， 73： 42-48.

HUO CC， ZHU LQ， ZHAO LJ，et al.， 2023. Functional diversity of rhizosphere soil microbial communities of three species of Pinus koraiensis ［J］. Chin J Trop Agric， 43（2）：? 1-7.? ［霍燦燦， 朱栗瓊， 招禮軍， 等， 2023. 三種羅漢松根際土壤微生物群落功能多樣性 ［J］. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)， 43（2）： 1-7.］

JANGID K， WILLIAMS MA， FRANZLUEBBERS AJ， et al.， 2008. Relative impacts of land-use， management intensity and fertilization upon soil microbial community structure in agricultural systems ［J］. Soil Boil Biochem， 40（11）： 2843-2853.

JIANG B， XIA WJ， WU T， et al.， 2021. The optimum proportion of hygroscopic properties of modified soil composites based on orthogonal test method ［J］. J Cleaner Prod， 278： 123828.

JIANG J， WANG YP， YANG YH， et al.， 2019. Interactive effects of nitrogen and phosphorus additions on plant growth vary with ecosystem type ［J］. Plant Soil， 440（1）： 523-537.

KNNEN M， JAUHIAINEN J， STRAKOV P， et al.， 2018. Deforested and drained tropical peatland sites show poorer peat substrate quality and lower microbial biomass and activity than unmanaged swamp forest ［J］. Soil Boil Biochem， 123： 229-241.

KRACMAROVA M， KRATOCHVILOVA H， UHILK O， et al.， 2020. Response of soil microbes and soil enzymatic activity to 20 years of fertilization ［J］. Agronomy， 10（10）：? 1542.

KRAMER S， MARHAN S， HASLWIMMER H， et al.， 2013. Temporal variation in surface and subsoil abundance and function of the soil microbial community in an arable soil ［J］. Soil Boil Biochem， 61： 76-85.

LI J， LI ZA， WANG FM， et al.， 2015. Effects of nitrogen and phosphorus addition on soil microbial community in a secondary tropical forest of China ［J］. Biol Fertil Soils， 51（2）： 207-215.

LI M， LIN KM， ZHENG MM， et al.， 2021. Effects of nitrogen fertilization on microbial functional diversity in a light-medium for Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook seedlings? ［J］. Chin J Appl Environ Biol， 27（1）： 54-61.? ［李茂， 林開敏， 鄭鳴鳴， 等， 2021. 指數(shù)施肥對杉木苗期基質(zhì)中微生物功能多樣性的影響 ［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報， 27（1）： 54-61.］

LI WN， LUO YM， HUANG ZY， et al.， 2022. Effects of mixed young plantations of parashorea chinensis on soil microbial functional diversity and carbon source utilization ［J］. Chin J Plant Ecol， 46（9）：? 1109-1124.? ［李萬年， 羅益敏， 黃則月， 等， 2022. 望天樹人工幼林混交對土壤微生物功能多樣性與碳源利用的影響 ［J］. 植物生態(tài)學(xué)報， 46（9）： 1109-1124.］

LI YY， PAN FX， YAO HY， 2019. Response of symbiotic and asymbiotic nitrogen-fixing microorganisms to nitrogen fertilizer application ［J］. J Soils Sediments， 19： 1948-1958.

LI YL， TREMBLAY J， BAINARD LD， et al.， 2019. Long-term effects of nitrogen and phosphorus fertilization on soil microbial community structure and function under continuous wheat production ［J］. Environ Microbiol， 22（3）：? 1066-1088.

MILL RR， 2003. Towards a biogeography of the Podocarpaceae ［J］. Acta Hortic， 615： 137-147.

NORISADA M， MOTOSHIGE T， KOJIMA K， et al.， 2006. Effects of phosphate supply and elevated CO2 on root acid phosphatase activity in Pinus densiflora seedlings ［J］. J Plant Nutr Soil Sci， 169： 274-279.

OCHIENO D， 2022. Soil microbes determine outcomes of pathogenic interactions between Radopholus similis and Fusarium oxysporum v5w2 in tissue culture banana rhizospheres starved of nitrogen， phosphorus， and potassium ［J］. Front Sustain Food Syst， 6： 706072.

SU D， ZHANG K， CHEN FL， et al.， 2015. Effects of nitrogen application on carbon metabolism of soil microbial communities in eucalyptus plantations with different levels of soil organic carbon? ［J］. Acta Ecol Sin， 35 （18）：? 5940-5947.? ［蘇丹， 張凱， 陳法霖， 等， 2015. 施氮對不同有機(jī)碳水平桉樹林土壤微生物群落碳代謝的影響 ［J］. 生態(tài)學(xué)報， 35（18）： 5940-5947.］

SUN QQ， ZHENG YM， YU TY， et al.， 2022. Responses of soil diazotrophic diversity and community composition of nodulating and non-nodulating peanuts（Arachis hypogaea L.） to nitrogen fertilization ［J］. Acta Agron Sin， 48（10）：? 2575-2587.? ［孫棋棋， 鄭永美， 于天一， 等， 2022. 施氮對不同結(jié)瘤特性花生土壤固氮菌多樣性和群落組成的影響 ［J］. 作物學(xué)報， 48（10）： 2575-2587.］

SU Y， HUANG SL， 2022. Effects of bio-organic fertilizer on flue-cured tobacco photosynthetic characteristics and rhizosphere soil microorganism? ［J］. J Agric Sci Technol， 24（1）：? 164-171.? ［蘇煜， 黃劭理， 2022. 增施生物有機(jī)肥對烤煙光合特性及根際土壤微生物的影響 ［J］. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報， 24（1）： 164-171.］

TIAN YN， WANG HQ， 2011. Application of biolog to study of environmental microbial function diversity ［J］. Environ Sci Technol， 34（3）：? 50-57.? ［田雅楠， 王紅旗， 2011. Biolog法在環(huán)境微生物功能多樣性研究中的應(yīng)用 ［J］. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)， 34（3）： 50-57.］

USHIO MK， KITTAYAMA TC， BALSER， 2010. Tree species effects on soil enzyme activities through effects on soil physicochemical and microbial properties in a tropical montane forest on Mt. Kinabalu， Borneo ［J］. Pedobiologia， 53： 227-233.

WANG HY， XU MG， ZHOU BK， et al.， 2018. Response and driving factors of bacterial and fungal community to long-term fertilization in black soil ［J］. Sci Agric Sin， 51（5）：? 914-925.? ［王慧穎， 徐明崗， 周寶庫， 等， 2018. 黑土細(xì)菌及真菌群落對長期施肥響應(yīng)的差異及其驅(qū)動因素 ［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 51（5）： 914-925.］

WANG JC， SONG Y， MA TF， et al.， 2017. Impacts of inorganic and organic fertilization treatments on bacterial and fungal communities in a paddy soil ［J］. Appl Soil Ecol， 112： 42-50.

WANG Z， WANG S， BIAN T， et al.， 2022. Effects of nitrogen addition on soil microbial functional diversity and extracellular enzyme activities in greenhouse cucumber cultivation ［J］. Agriculture， 12（9）：? 1366.

WANG WJ， TAN JD， WANG Y， et al.， 2020. Responses of the rhizosphere bacterial community in acidic crop soil to pH： Changes in diversity， composition， interaction， and function ［J］. Sci Total Environ， 700： 134418.

WILLIAMSON WM， WARDLE DA， YEATES GW， 2005. Changes in soil microbial and nematode communities during ecosystem decline across a long-term chron ［J］. Soil Boil Biochem： 1289-1301.

WU ZY， LIN WX， CHEN ZF， et al.， 2013. Variations of soil microbial community diversity along an elevational gradient in mid-subtropical forest ［J］. Chin J Plant Ecol， 37（5）： 397-406.

WU ZH， LIN WX， CHEN ZF， et al.， 2013. Variations of soil microbial community diversity along an elevational gradient in mid-subtropical forest ［J］. Chin J Plant Ecol， 37（5）：? 397-406. ［吳則焰， 林文雄， 陳志芳， 等， 2013. 中亞熱帶森林土壤微生物群落多樣性隨海拔梯度的變化 ［J］. 植物生態(tài)學(xué)報， 37（5）：? 397-406.］

YANG Y， WU L， LIN Q， et al.， 2013. Responses of the functional structure of soil microbial community to livestock grazing in the Tibetan alpine grassland ［J］. Glob Chang Biol， 19： 637-648.

ZHALNINA K， LOUIE KB， HAO Z， et al.， 2018. Dynamic root exudate chemistry and microbial substrate preferences drive patterns in rhizosphere microbial community assembly ［J］. Nat Microbiol， 3： 470-480.

ZHANG SN， YAN DR， HUANG HG， et al.， 2020. Effects of short-term fencing on soil microbial community structure in Ulmus pumila scattered woodland of Horqin Sandy Land ［J］. Chin J Ecol， 39（9）：? 2860-2867. ［張勝男， 閆德仁， 黃海廣， 等， 2020. 短期封育對科爾沁沙地榆樹疏林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響 ［J］. 生態(tài)學(xué)雜志， 39（9）：? 2860-2867.］

ZHANG XY， 2018. Analysis of soil microbial characteristics of tobacco fields and their influencing factors ［D］. Zhengzhou： Zhengzhou University. ［張笑宇， 2018. 煙田土壤微生物特征及其影響因素分析 ［D］. 鄭州： 鄭州大學(xué).］

ZHOU J， JIANG X， ZHOU BK， et al.， 2016. Thirty four years of nitrogen fertilization decreases fungal diversity and alters fungal community composition in black soil in northeast China ［J］. Soil Boil Biochem， 95： 135-143.

ZHOU Z， WANG C， ZHENG M， et al.， 2017. Patterns and mechanisms of responses by soil microbial communities to nitrogen addition? ［J］. Soil Biol Biochem， 115： 433-441.

（責(zé)任編輯? 李? 莉? 王登惠）