不同鹽堿脅迫對土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響

張慧敏，郭慧娟，侯振安

(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院資環(huán)系/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室，新疆石河子 832003)

0 引 言

【研究意義】土壤中水溶性鹽分離子積累會導(dǎo)致土壤鹽化，而Na+含量過高會造成土壤結(jié)構(gòu)破壞、pH值升高，導(dǎo)致土壤堿化[1]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】土壤鹽化與堿化是兩種不同的非生物脅迫類型[2]。土壤的鹽分含量高會增加土壤滲透勢，降低水分和養(yǎng)分有效性，抑制植物生理代謝過程，導(dǎo)致植物生長受阻、生產(chǎn)力下降[3]。鹽堿脅迫對植物的危害程度從大到小依次是鹽堿脅迫 > 堿脅迫 > 鹽脅迫[4,5]。由于農(nóng)業(yè)管理措施如灌溉、施用化肥等易導(dǎo)致土壤鹽堿化，因此，鹽堿脅迫對于農(nóng)業(yè)土壤尤為重要[1]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動導(dǎo)致的土壤鹽堿化不僅影響土壤的理化特性, 而且對土壤微生物和生物化學(xué)性質(zhì)也有很大影響[6]。土壤微生物群落在土壤有機質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)和保持植物生產(chǎn)力等方面發(fā)揮著根本性作用[7]。因此，了解微生物對環(huán)境脅迫的響應(yīng)非常重要。國內(nèi)外針對自然鹽漬土壤的微生物群落已經(jīng)開展大量研究，多數(shù)研究認(rèn)為鹽分脅迫對土壤微生物群落及其活性具有不利的影響，抑制微生物生長、微生物生物量減少、土壤呼吸和酶活性降低[8-11]。Wong等[12]研究發(fā)現(xiàn)土壤呼吸速率低鹽度處理最高，中等鹽度處理最低；而土壤微生物生物量高鹽度處理最高，低鹽度處理最低。鹽脅迫對土壤呼吸速率和微生物生物量的影響比堿脅迫更為明顯。鹽堿脅迫對土壤呼吸速率和微生物生物量的影響趨勢不一致，可能是由于土壤微生物群落組成發(fā)生了改變。有研究表明，NaCl脅迫顯著影響濱梅根際和非根際土壤細(xì)菌群落多樣性，鹽處理非根際土壤細(xì)菌群落的Shannon-Wiener指數(shù)和豐富度指數(shù)下降[13]?！颈狙芯壳腥朦c】細(xì)菌是土壤微生物中最主要和最活躍的類群，直接參與土壤中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化與循環(huán)，土壤細(xì)菌群落組成結(jié)構(gòu)及其多樣性在一定程度上能夠反映土壤質(zhì)量。土壤鹽化和堿化對植物生長和土壤質(zhì)量都會產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，但與植物鹽脅迫研究相比，鹽堿脅迫對土壤微生物群落影響的研究還比較少[14]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過盆栽模擬試驗，應(yīng)用高通量測序技術(shù)，研究NaCl、Na2SO4和NaHCO3+Na2CO3三種鹽堿脅迫土壤細(xì)菌群落的變化，分析不同鹽堿脅迫對土壤細(xì)菌群落多樣性和結(jié)構(gòu)的影響，為鹽堿土的改良利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2016年在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗站溫室進(jìn)行。供試土壤采自試驗站農(nóng)田，土壤類型為灌耕灰漠土，質(zhì)地為壤土，含鹽量0.53 g/kg；pH 8.16；有機質(zhì)6.77 g/kg；全氮0.57 g/kg；有效磷7.21 mg/kg；速效鉀182 mg/kg。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

通過向供試土壤中分別添加NaCl、Na2SO4、Na2CO3+NaHCO3三種鹽分設(shè)置不同鹽堿類型和鹽堿度。依據(jù)全國第二次土壤普查規(guī)定的鹽漬土鹽堿類型劃分、鹽漬土分級標(biāo)準(zhǔn)和蘇打堿化鹽漬土分級標(biāo)準(zhǔn)[15]，試驗設(shè)置氯化物、硫酸鹽和蘇打堿化3種土壤鹽堿類型，每種鹽堿類型下設(shè)置：非鹽(堿)化、輕度和中度鹽(堿)化3個等級。每個處理設(shè)6個重復(fù)。表1

表1 不同處理土壤鹽堿類型及鹽堿化程度

Table 1 Type and degree of saline and alkaline in soil under different treatments

處理Treatment鹽堿類型及鹽堿化程度Saline and alkaline含鹽量Salt content(g/kg)電導(dǎo)率EC1∶5(dS/m)pH(1∶2.5)CK對照-非鹽(堿)化0.530.178.16C1NaCl-輕度鹽化2.430.768.36C2NaCl-中度鹽化4.431.398.43S1Na2SO4-輕度鹽化3.431.078.34S2Na2SO4-中度鹽化6.432.018.19A1Na2CO3+NaHCO3-輕度堿化1.130.368.97A2Na2CO3+NaHCO3-中度堿化2.030.639.92

供試土壤自然風(fēng)干，碾碎后過2 mm篩。將NaCl、Na2SO4、Na2CO3+NaHCO3(重量比1∶1)分別配制成鹽溶液，然后將鹽溶液加入供試土壤至過飽和狀態(tài)(對照加同體積的去離子水)，放置1個月使土壤達(dá)到平衡。將處理土壤自然風(fēng)干，碾碎后過2 mm篩，取樣測定土壤含水量、鹽分含量、pH值等。

試驗使用直徑20 cm，高60 cm的土柱。將處理后的土壤按照容重1.25 g/cm3分層裝土50 cm，每10 cm一層，每個土柱裝土20 kg。灌溉方式為滴灌，滴頭流量2.1 L/h，滴頭間距40 cm。滴灌管帶平鋪在土柱上，每個土柱由1個滴頭供水，滴頭固定在土柱頂部中心位置。棉花于2016年5月6日播種，每個土柱播種20粒。為保證棉花出苗，播種后每個土柱滴出苗水3 L。棉苗長出2片真葉時定苗，每個土柱保留4株長勢均勻的棉苗。試驗期間定期稱重補水，使土壤含水量保持在田間持水量的60%～80%。播種后80 d(棉花開花期)試驗結(jié)束。

1.2.2 樣品采集

采集0～30 cm土壤樣品，一部分新鮮土壤樣品置入冰盒中，立即帶回實驗室置于-80℃冰箱中儲存，用于土壤細(xì)菌群落多樣性的測定。另外一部分土壤樣品自然風(fēng)干后，用于土壤含水量、鹽分含量、pH值的測定。土壤含水量測定采用烘干法，土壤水溶性鹽總量采用烘干殘渣法和電導(dǎo)法(EC1∶5，土水比1∶5土壤浸出液電導(dǎo)率)，土壤pH采取pH計法(土水比1∶2.5)。

1.2.3 土壤細(xì)菌群落多樣性1.2.3.1 DNA提取和PCR擴增

采用 CTAB-SDS方法對土樣DNA進(jìn)行提取，將提取的用瓊脂凝膠電泳檢測合格的DNA稀釋。使用16S rRNA 基因V4區(qū)(515F-806R)(5′-3′)：GTGCCAGCMGCCGCGGTAA，GGACTACHVGGGTWTCTAAT為測序引物，對稀釋后的DNA進(jìn)行PCR擴增。

1.2.3.2 PCR產(chǎn)物處理、文庫構(gòu)建和上機測序

檢測PCR產(chǎn)物，回收產(chǎn)物。對文庫進(jìn)行構(gòu)建，經(jīng)檢測合格后，通過HiSeq 2500 PE250(Illumina 公司，美國)進(jìn)行高通量測序(康普森生物技術(shù)有限公司，北京)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對上機得到的Tags序列與數(shù)據(jù)庫(Unite database)進(jìn)行比對檢測[16]，得到最終的有效數(shù)據(jù)。利用Uparse[17]軟件對得到的 Effective Tags以97%的一致性(Identity)進(jìn)行聚類，對得到的OTUs(Operational Taxonomic Units)序列進(jìn)行物種注釋[18-19]，并在各個分類水平統(tǒng)計各樣本的群落組成。根據(jù)所有樣品在屬水平的物種注釋及豐度信息，選取豐度排名前35的屬，根據(jù)其在每個樣品中的豐度信息，從物種和樣品兩個層面進(jìn)行聚類，繪制成熱圖，便于發(fā)現(xiàn)哪些物種在哪些樣品中聚集較多或含量較低。使用MUSCLE[20]軟件進(jìn)行快速多序列比對，得到所有OTUs代表序列的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。數(shù)據(jù)均一化處理后，根據(jù)OTUs聚類分析結(jié)果和研究需求，分析不同樣品(組)之間共有、特有的OTUs，當(dāng)樣本(組)數(shù)小于5時，繪制成韋恩圖(Venn Graph)。對均一化處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)菌群落多樣性分析(α-多樣性和β-多樣性)。α-多樣性使用Qiime軟件(Version 1.7.0)計算細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的多樣性指數(shù)(Shannon、Simpson指數(shù))和豐富度指數(shù)(Chao1、Ace指數(shù))；β-多樣性采用R軟件(Version 3.4.3)的vegan 程序包(Version 2.4-5)進(jìn)行非度量多維尺度分析(NMDS， Nonmetric Multidimensional Scaling)。采用SPSS 17.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)方差分析，處理間的多重比較采用Duncan法(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿脅迫對土壤細(xì)菌群落α-多樣性影響

土壤細(xì)菌群落16S rRNA高通量測序共獲得442 798個有效序列，各樣品平均序列數(shù)為63 257條(51 978～69 353)。在97%的相似度下，各處理樣品文庫的覆蓋度均高于0.977。表明所測序列能夠較好地反映細(xì)菌群落的種類和結(jié)構(gòu)。表2

不同處理土壤樣品的OTUs 數(shù)在3 050～4 005，平均為3 532(表2)。其中，NaCl脅迫處理(C1、C2)OTUs數(shù)目與對照(CK)無顯著差異；Na2SO4脅迫(S1、S2)和Na2CO3+NaHCO3堿脅迫(A1、A2)處理的OTUs數(shù)目顯著低于CK。從不同處理土壤OTUs的相互關(guān)系來看，三種鹽堿脅迫處理與對照所共有的OTUs占69.65%～80.25%(圖1)。C1、C2處理土壤細(xì)菌群落的OTUs在CK中沒有出現(xiàn)的比例為23.30%、30.35%，具有特異OTUs為427～455、748～767個。S1、S2處理的OTUs在CK中沒有出現(xiàn)比例為23.51%、19.75%，具有特異OTUs為324～390、217～292個。A1、A2處理OTUs在CK中沒有出現(xiàn)比例為21.13%、20.24%，具有特異OTUs為206～211、183～195個。在有NaCl脅迫處理相比情況下，CK處理的特異OTUs為419～500個；而與Na2SO4和Na2CO3+NaHCO3堿脅迫處理相比，CK處理的特異OTUs為871個。說明不同鹽堿類型和鹽堿度脅迫處理土壤的細(xì)菌群落多樣性發(fā)生了明顯改變。表2，圖1

各處理土壤細(xì)菌群落Shannon、Simpson指數(shù)差異均不顯著(P>0.05)。

C1處理土壤細(xì)菌群落Chao1和Ace指數(shù)最高，但與CK、C2差異未達(dá)到顯著性水平。S1、S2土壤細(xì)菌群落Chao1和Ace豐富度指數(shù)顯著降低，分別比CK低20.06%～25.51%和17.76%～24.66%。堿脅迫A1、A2處理Chao1和Ace豐富度指數(shù)顯著也顯著低于CK?？傮w上，不同鹽堿脅迫對土壤細(xì)菌群落多樣性指數(shù)無顯著影響；Na2SO4脅迫和Na2CO3+NaHCO3堿脅迫處理土壤細(xì)菌群落豐富度指數(shù)顯著降低。表2

表2 土壤細(xì)菌群落多樣性和豐富度指數(shù)

Table 2 Soil bacterial community richness and diversity index

處理Treatment序列數(shù)Sequence numberOTUs 數(shù)目OTUs number覆蓋度CoverageShannon指數(shù)Shannon indexSimpson指數(shù)Simpson indexChao1指數(shù)Chao1 indexAce指數(shù)Ace indexCK69 353a3 996a0.980a9.601a0.991a4 236a4 257aC169 230a4 005a0.978a9.851a0.997a4 671a4 695aC262 405ab3 879a0.980a9.707a0.995a4 288a4 280aS156 778ab3 176b0.977a8.814a0.980a3 226b3 287bS266 664a3 355b0.978a9.206a0.993a3 462b3 588bA151 978b3 050b0.979a9.139a0.993a3 446b3 529bA266 390a3 264b0.981a9.157a0.993a3 504b3 500b

注：同一列不同小寫字母表示處理間差異達(dá)到顯著水平(P< 0.05)

Note：Different lowercase letters within the same column indicate significant difference (P< 0.05)

圖1 土壤細(xì)菌群落OTUs維恩圖

Fig.1 Venn diagram of the OTUs of the soil bacterial communities

2.2 鹽堿脅迫對土壤細(xì)菌群落β-多樣性影響

進(jìn)行非度量多維尺度(NMDS)和聚類分析表明，NaCl輕度鹽化處理(C1)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與對照(CK)差異不明顯，其它鹽堿脅迫處理土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)均與CK有明顯差異(圖2a)。聚類分析也表明，NaCl中度鹽化處理(C2)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)明顯區(qū)別于其它處理，Na2SO4輕度鹽化處理(S1)和中度鹽化處理(S2)之間差異明顯，而兩個Na2CO3+NaHCO3堿脅迫A1、A2處理間土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相似，且與S1處理也有一定的相似性(圖2b)。圖2

圖2 土壤細(xì)菌群落的非度量多維尺度分析NMDS(a)和 UPGMA聚類分析(b)

Fig.2 The analysis of NMDS (a) and UPGMA cluster (b) in soil bacteria community

2.3 鹽堿脅迫對細(xì)菌群落門水平的影響

將得到的序列與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，99.2%～99.7%的序列分類到不同的細(xì)菌門類，0.3%～0.8%的序列分類到古菌門類。不同處理土壤細(xì)菌優(yōu)勢門類為：變形菌門(Proteobacteria)(36.31%)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)(14.88%)、放線菌門(Actinobacteria)(11.93%)、酸桿菌門(Acidobacteria)(11.19 %)和擬桿菌門(Bacteroidetes)(9.36 %)，其相對豐度均大于5%，平均占總序列的83.67%(74.77%～88.60%)。其次是疣微菌門(Verrucomicrobia)、浮霉菌門(Planctomycetes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)、厚壁菌門(Firmicutes)、藍(lán)藻門(Cyanobacteria)，平均相對豐度均大于1%。其余細(xì)菌門類的相對豐度都小于0.5%(包括熱微菌門(Thermomicrobia)0.45%，其它門類合計2.84%)。表3

表3 土壤主要細(xì)菌門類的相對豐度(%)

Table 3 The relative abundance (%) of dominant bacterial phylum in soil

分類Taxonomy處理 TreatmentCKC1C2S1S2A1A2細(xì)菌 Bacteria變形菌門 Proteobacteria41.79a35.81a36.49a33.45a37.27a41.60a27.77 a芽單胞菌門 Gemmatimonadetes14.44a15.53a14.91a13.43a18.95a12.28a14.58a放線菌門 Actinobacteria17.07a10.39bc10.47bc8.95c14.58ab10.23bc11.83bc酸桿菌門 Acidobacteria9.55c14.18ab8.93c13.45b7.647c9.54c15.06a擬桿菌門 Bacteroidetes5.75c7.92bc9.88ab5.49c9.26ab13.31a13.92a疣微菌門 Verrucomicrobia2.47c2.94bc2.82bc3.17b2.52c3.65ab4.34a浮霉菌門 Planctomycetes1.49c2.61b3.11b2.44bc2.47bc2.32bc4.68a綠彎菌門 Chloroflexi2.14b3.31a2.90a2.69ab2.15b1.91b2.29b硝化螺旋菌門 Nitrospirae1.67a1.48ab1.26bc1.06cd0.96d1.06cd1.17cd厚壁菌門 Firmicutes0.94b1.33a1.67a0.96b0.781b1.074b0.89b藍(lán)藻門 Cyanobacteria0.29b1.10b3.75b12.15a0.220b0.93b0.24b熱微菌門 Thermomicrobia0.33c0.34c0.58b0.31c0.78a0.37c0.47bc其它 Others2.313.303.432.663.091.993.09

注：同一行不同小寫字母表示處理間差異達(dá)到顯著水平(P< 0.05)

Note：Different lowercase letters within the same row indicate significant difference (P< 0.05)

鹽堿脅迫處理明顯影響土壤細(xì)菌門水平群落結(jié)構(gòu)。三種鹽堿脅迫(NaCl、Na2SO4、Na2CO3+NaHCO3)土壤細(xì)菌的擬桿菌門(Bacteroidetes)和浮霉菌門(Planctomycetes)增加；而放線菌門(Actinobacteria)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)減少。此外，NaCl脅迫處理(C2)綠彎菌門(Chloroflexi)、厚壁菌門(Firmicutes)、熱微菌門(Thermomicrobia)、綠菌門(Chlorobi)、纖維桿菌門(Fibrobacteres)、Saccharibactreia等增加明顯；而酸桿菌門(Acidobacteria)、熱袍菌門(Thermotogae)、嗜熱絲菌門(Caldiserica)、SHA-109表現(xiàn)為低促高抑。Na2SO4脅迫處理(S2)芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、熱微菌門(Thermomicrobia)、異常球菌-棲熱菌門(Deinococcus-Thermus)增加，而酸桿菌門(Acidobacteria)、藍(lán)藻門(Cyanobacteria)、Parcubacteria、WD272為低促高抑。Na2CO3+NaHCO3堿脅迫處理(A2)酸桿菌門(Acidobacteria)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、裝甲菌門Armatimonadetes)增加。表3，圖3

圖3 土壤細(xì)菌群落門水平的聚類分析熱圖

Fig.3 Heatmap of dominant bacterial phylum in soil

2.4 鹽堿脅迫對細(xì)菌群落屬水平的影響

通過序列比對得到各樣品中相對豐度較高的前100個菌屬，其中7個屬的平均相對豐度>1%，占樣品總序列的14.72%(8.92%～25.21%)。7個屬分別為鞘脂單胞菌屬(Sphingomonas)(3.26%)、unidentified_Chloroplast(2.62%)、Pontibacter(2.27%)、芽單胞菌屬(Gemmatimonas)(2.02%)、不動桿菌屬(Acinetobacter)(1.91%)、黃桿菌屬(Xanthomonas)(1.59%)和Flavisolibacter(1.06%)。圖4

圖4 土壤細(xì)菌群落屬水平的相對豐度

Fig.4 The relative abundance (%) of bacterial genera in soil

不同鹽堿處理土壤主要細(xì)菌屬的相對豐度差異明顯。NaCl脅迫處理(C1、C2)菌屬的變化相對較小。Na2SO4脅迫處理(S1、S2)黃桿菌屬(Xanthomonas)、假單胞菌屬(Pesudomonas)、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)、Simiduia、固氮菌屬(Azotobacter)增加。Na2CO3+NaHCO3堿脅迫處理(A1、A2)芽單胞菌屬(Gemmatimonas)、Pontibacter、豐祐菌屬(Opitutus)、Blastocatella、纖維弧菌屬(Cellvibrio)的相對豐度較高。圖5

圖5 土壤細(xì)菌群落屬水平的聚類分析熱圖

Fig.5 Heatmap of dominant bacterial genera in soil

3 討 論

土壤鹽堿化是土地退化的主要類型之一，已成為全球關(guān)注的熱點問題[21]。土壤鹽漬化以及因灌溉引起的土壤次生鹽漬化問題是我國干旱、半干旱區(qū)所面臨的主要生態(tài)環(huán)境問題[22]。土壤微生物能預(yù)警和敏感地指示農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)的變化，是評價土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)。國內(nèi)外針對不同鹽分和pH梯度下土壤細(xì)菌群落變化已經(jīng)開展了一定研究[23-27]。鹽堿類型和鹽堿度是影響鹽堿土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的主要生態(tài)因子[25]，但是關(guān)于不同鹽堿類型及鹽堿化程度下土壤細(xì)菌群落多樣性和群落結(jié)構(gòu)的研究還很少。研究表明不同鹽堿脅迫對土壤細(xì)菌群落α-多樣性Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)影響無顯著影響。Herlemann等[28]和Wang 等[29]報道水體中細(xì)菌群落α-多樣性Shannon指數(shù)并不隨鹽度的增加而降低，可能是細(xì)菌對鹽漬環(huán)境有很快的適應(yīng)能力。Andronov等[25]對哈薩克斯坦Akkol湖附近鹽漬土壤(以195 km外的非鹽漬化耕地土壤為對照)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果也表明，所有樣品的細(xì)菌群落α-多樣性Simpson指數(shù)相似。但也有研究指出細(xì)菌群落多樣性Shannon指數(shù)隨土壤鹽度增加而降低，尤其高鹽度土壤較低鹽度顯著降低；Chao1指數(shù)在兩個季節(jié)變化不一致。這種差異可能與土壤的鹽分類型以及鹽度有關(guān)。研究也發(fā)現(xiàn)NaCl鹽化處理土壤Chao1和Ace豐富度指數(shù)無明顯變化，Na2SO4和Na2CO3+NaHCO3處理土壤Chao1和Ace豐富度指數(shù)顯著降低。

細(xì)菌群落β-多樣性分析結(jié)果表明不同鹽堿脅迫處理土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異顯著?？傮w上，不同處理土壤細(xì)菌優(yōu)勢門類為變形菌門(Proteobacteria)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)，其中變形菌門的相對豐度最高。這與大部分研究結(jié)果一致[26, 30-32]。

從不同鹽堿脅迫處理土壤細(xì)菌群落的組成結(jié)構(gòu)來看，三種鹽堿脅迫下擬桿菌門(Bacteroidetes)顯著增加。有研究表明擬桿菌門(Bacteroidetes)相對豐度與土壤鹽度呈顯著正相關(guān)[26]，對高鹽環(huán)境具有較強的抗性，是鹽堿土中的優(yōu)勢種群[33]。此外，鹽堿脅迫下浮霉菌門(Planctomycetes)相對豐度也呈增加趨勢，尤其是Na2CO3+NaHCO3堿脅迫處理(pH=8.16～9.92)增加較為顯著。但有研究表明浮霉菌門(Planctomycetes)相對豐度和土壤pH(6.9～8.0)呈顯著負(fù)相關(guān)[26]。研究發(fā)現(xiàn)三種鹽堿脅迫下放線菌門(Actinobacteria)和硝化螺旋菌門(Nitrospirae)顯著減少，這與Campbell和Kirchman[32]的研究結(jié)果相同。Zheng等[27]認(rèn)為硝化螺旋菌對鹽分比較敏感，高鹽環(huán)境下顯著減少。有研究報道酸桿菌門(Acidobacteria)在低鹽度條件下增加，而在高鹽條件下降低[27, 34]。這與研究中NaCl 和Na2SO4鹽化處理土壤的趨勢一致，但Na2CO3+NaHCO3中度堿化處理(A2)酸桿菌門(Acidobacteria)相對豐度顯著高于輕度堿化(A1)和非堿化處理(CK)。厚壁菌門(Firmicutes)具有較強的抗鹽性，在高鹽土壤中的相對豐度大于中鹽和低鹽土壤[27]。但也有研究表明厚壁菌門(Firmicutes)是鹽漬土壤中常見的細(xì)菌門類，但其相對豐度與鹽分梯度之間的相關(guān)性不顯著[26]。研究表明，厚壁菌門(Firmicutes)相對豐度在NaCl 鹽化處理土壤顯著增加，而Na2SO4和Na2CO3+NaHCO3鹽化處理土壤無顯著變化。芽單胞菌門(Gemmatimonodates)的很多成員在生物地球化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中都具有很活躍的作用，尤其是在高鹽土壤中[35]。研究發(fā)現(xiàn)高鹽土壤中芽單胞菌門(Gemmatimonodates)的相對豐度明顯高于低鹽度土壤[26]。研究中Na2SO4中度鹽化處理(S2)的土壤含鹽量最高(6.43 g/kg)，其芽單胞菌門(Gemmatimonodates)的相對豐度也最高。Ma和Gong[31]研究表明，變形菌門(Proteobacteria)是鹽漬土壤中最普遍的細(xì)菌門類，其中γ-變形菌綱為主導(dǎo)(53.7%)，其次是α-變形菌綱(29.3%)和 δ變形菌綱(12.2%)。變形菌門(Proteobacteria)具有較好的耐鹽性[27]，尤其γ-變形菌綱的不動桿菌屬(Acinetobacter)包括銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)屬于耐鹽細(xì)菌[36]。因此，鹽堿脅迫下土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化顯著，細(xì)菌群落的物種組成會發(fā)生演替以適應(yīng)鹽堿環(huán)境。不同鹽堿類型和鹽堿度脅迫會導(dǎo)致土壤細(xì)菌群落形成顯著差異物種。

4 結(jié) 論

不同鹽堿脅迫對土壤細(xì)菌群落α-多樣性Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)影響無顯著影響，但Na2SO4和Na2CO3+NaHCO3脅迫土壤Chao1和Ace豐富度指數(shù)顯著降低。鹽堿脅迫顯著影響細(xì)菌群落β-多樣性，除NaCl輕度鹽化土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與對照(CK)差異不明顯外，其它鹽堿脅迫土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化顯著。各處理土壤細(xì)菌優(yōu)勢門類均為變形菌門、芽單胞菌門、放線菌門、酸桿菌門和擬桿菌門。鹽堿脅迫土壤細(xì)菌的擬桿菌門、浮霉菌門增加；而放線菌門、硝化螺旋菌門減少。