劉紅梅，楊殿林*，張海芳，趙建寧，王慧，張乃琴

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部產(chǎn)地環(huán)境污染防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300191；2.德州學(xué)院，生態(tài)與園林建筑學(xué)院，山東 德州253023)

近幾十年來(lái)，由于化石燃料燃燒，化肥施用等人類活動(dòng)，大氣氮沉降呈現(xiàn)急劇增加趨勢(shì)[1]，導(dǎo)致了一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。氮沉降增加會(huì)降低植物多樣性[2]、降低微生物生物量碳氮比[3]，改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[4-5]，影響微生物介導(dǎo)的碳氮循環(huán)過(guò)程[6]，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低[7]。我國(guó)草地面積占全國(guó)國(guó)土面積的41.7%，在全球碳氮循環(huán)和氣候變化響應(yīng)中發(fā)揮重要作用。

氮元素是干旱和半干旱草原土壤微生物生長(zhǎng)繁殖的主要限制因子之一[8]。氮沉降增加會(huì)緩解草原生產(chǎn)中氮的限制，提高土壤中有效態(tài)氮含量，從而增加草原生產(chǎn)力。但過(guò)多的氮輸入會(huì)增加土壤酸化和硝態(tài)氮淋溶的危險(xiǎn)，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能退化或喪失。氮沉降或氮添加引起北方溫帶草原地上植物群落組成、多樣性、優(yōu)勢(shì)植物光合特征、葉片功能特性改變[9-10]，影響土壤化學(xué)性質(zhì)和微生物學(xué)特性[11]以及增加溫室氣體排放[12-13]。土壤細(xì)菌是土壤微生物的重要組成部分，在土壤有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化等生態(tài)過(guò)程中有著不可或缺的地位[14]。土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性變化是表征土壤質(zhì)量變化的重要指標(biāo)[15]。因此研究氮沉降增加對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響具有重要意義。一些研究表明氮添加會(huì)影響土壤細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌群豐度，改變土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)[16]。另一些研究表明，短期施氮不會(huì)對(duì)土壤細(xì)菌群落產(chǎn)生顯著影響，但高氮處理會(huì)顯著改變敏感菌群相對(duì)豐度，富營(yíng)養(yǎng)型細(xì)菌豐度增加，而貧營(yíng)養(yǎng)型類群豐度降低[17-19]。由于氮添加量、氮添加時(shí)間和研究對(duì)象不同，土壤細(xì)菌群落對(duì)氮沉降或氮添加響應(yīng)不同。

貝加爾針茅(Stipabaicalensis)草原是亞洲中部草原區(qū)所特有的草原群系，在我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。氣候模擬研究表明，中國(guó)北方草原氮沉降將會(huì)持續(xù)增加[20]。本研究以貝加爾針茅草原為研究對(duì)象，施氮模擬氮沉降增加，利用Illumina Miseq高通量測(cè)序技術(shù)，探討不同氮添加水平下土壤細(xì)菌多樣性、群落結(jié)構(gòu)組成變化及其與土壤化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，為有效應(yīng)對(duì)氮沉降增加并提高草原生態(tài)系統(tǒng)功能提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)域概況、試驗(yàn)開始前土壤理化性質(zhì)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)參考文獻(xiàn)[11]。試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)貝加爾針茅草原(48°27′-48°35′ N，119°35′-119°41′ E)。海拔760～770 m，年均降水量為328.7 mm，年均氣溫-1.6 ℃。植被類型為貝加爾針茅草甸草原，優(yōu)勢(shì)植物種類主要為貝加爾針茅和羊草(Leymuschinensis)。共有植物66種，分屬21科49屬。土壤類型為暗栗鈣土。

1.2 樣地設(shè)置與樣品采集

于2010年6月開始模擬氮沉降的氮添加試驗(yàn)。設(shè)8個(gè)外源氮添加處理水平，依次為：對(duì)照N0，低氮添加(15、30、50 kg N·hm-2·yr-1)分別記為N15、N30和N50，高氮添加(100、150、200、300 kg N·hm-2·yr-1)分別記為N100、N150、N200和N300。于每年6月中旬和7月中旬分兩次進(jìn)行氮添加，氮肥為NH4NO3，將其溶于水后均勻噴灑在各小區(qū)內(nèi)。小區(qū)面積8 m×8 m，小區(qū)間設(shè)2 m隔離帶，4次重復(fù)，重復(fù)間設(shè)5 m隔離帶。

于2015年8月中旬采集土壤樣品。按照S型取樣法在每個(gè)小區(qū)選取10個(gè)點(diǎn)，用土鉆取0～10 cm土層土壤樣品混合均勻。去除植物根系、石礫等雜物，裝入無(wú)菌封口袋，放入冰盒中帶回實(shí)驗(yàn)室。過(guò)2 mm篩后，將其分成兩份，一份于-20 ℃低溫保存，用于DNA提取和土壤速效養(yǎng)分分析，另一份土樣于室內(nèi)自然風(fēng)干后，用于土壤化學(xué)指標(biāo)測(cè)定。

1.3 土壤化學(xué)指標(biāo)測(cè)定

采用玻璃電極法(土水質(zhì)量比1.0∶2.5)測(cè)定土壤pH，采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定土壤總有機(jī)碳(organic carbon)，采用凱氏定氮法測(cè)定土壤全氮(total nitrogen)，采用鉬銻抗比色法測(cè)定土壤全磷(total phosphorus)，采用2 mol·L-1氯化鉀溶液提取-流動(dòng)分析儀(AA3，德國(guó))測(cè)定土壤硝態(tài)氮(nitrage nitrogen, NO3--N)和銨態(tài)氮(ammonia nitrogen, NH4+-N)，采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測(cè)定土壤速效磷(available phosphorus)。上述測(cè)定方法參照鮑士旦[21]《土壤農(nóng)化分析》第三版。

1.4 土壤細(xì)菌16S rDNA克隆文庫(kù)構(gòu)建和Illumina測(cè)序

采用Power Soil?DNA Isolation Kit試劑盒提取土壤總DNA，提取步驟按試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。提取后的土壤總DNA用1%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測(cè)，使用超微量分光光度計(jì)(NanoDrop2000，德國(guó))進(jìn)行質(zhì)檢。采用Qubit 2.0 DNA檢測(cè)試劑盒對(duì)提取的DNA進(jìn)行精確定量，以確定PCR反應(yīng)加入的DNA量。選擇細(xì)菌V3～V4區(qū)的16S rDNA序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增引物序列為336F：5′-GTACTCCTACGGGAGGCAGCA-3′和806R：5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′。使用帶barcode的特異引物，區(qū)分個(gè)體樣本。PCR擴(kuò)增體系為：10×Pyrobest Buffer 5 μL，dNTPs (2.5 mmol·L-1)4 μL，引物F(10 μmol·L-1)2 μL，引物R(10 μmol·L-1)2 μL，Pyrobest DNA Polymerase(2.5 U·μL-1)0.3 μL，DNA模板30 ng，加去離子水到50 μL。反應(yīng)條件為：95 ℃預(yù)變性，5 min；95 ℃ 30 s，56 ℃ 30 s，72 ℃ 40 s進(jìn)行25個(gè)循環(huán)；72 ℃延長(zhǎng)10 min。擴(kuò)增反應(yīng)完成后，對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳，采用上海生工瓊脂糖回收試劑盒(cat：SK8131)進(jìn)行DNA回收。使用Qubit 2.0熒光定量系統(tǒng)測(cè)定回收產(chǎn)物濃度，將等摩爾濃度的擴(kuò)增子匯集到一起，混合均勻后進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序由北京奧維森基因科技有限公司完成，采用Illumina Miseq測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行Paired-end高通量測(cè)序。每個(gè)土壤樣品3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

下機(jī)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)Trimmomatic、Readfq(vertion 6.0)和Flash(version 1.2.10)軟件預(yù)處理，去除低質(zhì)量reads，然后根據(jù)雙末端測(cè)序讀長(zhǎng)(PE reads)之間的重疊(overlap)關(guān)系將成對(duì)的reads拼接成一條序列。去除tags兩端的barcode序列及引物序列，去除嵌合體及其短序列等后得到高質(zhì)量的clean tags，拼接過(guò)濾后的clean tags，在0.97相似度下利用QIIME軟件將其聚類為用于物種分類的操作分類單元(operational taxonomic units, OTU)，統(tǒng)計(jì)各樣品OTU中的豐度信息。對(duì)比GreenGenes數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)每個(gè)OTU進(jìn)行物種注釋。應(yīng)用QIIME(version 1.7.0)計(jì)算樣品的多樣性指標(biāo)。Alpha多樣性是對(duì)單個(gè)樣品物種多樣性的分析，基于OTU的結(jié)果，計(jì)算Chao1指數(shù)、觀測(cè)值指數(shù)(observed species)、譜系多樣性指數(shù)(phylogenetic diversity, PD whole tree)和香農(nóng)指數(shù)(Shannon)來(lái)進(jìn)行生物多樣性分析。Observed species、PD whole tree和Chao1指數(shù)反映樣品中群落的豐度，其值越大表明群落物種的豐富度越高。Shannon指數(shù)表示細(xì)菌群落多樣性程度，其值越大，表明群落多樣性越高。采用主成分分析(principal component analysis, PCA)和非度量多維尺度分析(nonmetric multidimensional scaling, NMDS)分析不同氮添加水平處理與對(duì)照間細(xì)菌群落組成的差異性。采用單因素方差分析(one-way ANOVA)分析不同氮添加處理之間的土壤化學(xué)性質(zhì)、細(xì)菌豐度和多樣性指數(shù)差異，采用Pearson相關(guān)性分析土壤細(xì)菌多樣性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)類群與土壤化學(xué)因子之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤化學(xué)性質(zhì)變化

連續(xù)6年不同氮添加處理?xiàng)l件下，土壤化學(xué)性質(zhì)變化見(jiàn)表1。低氮添加(N15、N30和N50)處理下土壤有機(jī)碳、硝態(tài)氮含量與N0相比無(wú)顯著差異(P>0.05)；高氮添加(N150、N200和N300)處理下土壤有機(jī)碳含量顯著高于N0；高氮添加(N100、N150、N200和N300)處理下土壤硝態(tài)氮和速效磷含量顯著高于N0。N30、N50、N100、N150、N200和N300的土壤pH均顯著低于N0(P<0.05)。N15、N30、N50、N100、N150和N200處理的C/N與N0相比無(wú)顯著差異(P>0.05)，N300則顯著高于N0(P<0.05)。土壤全氮含量和N/P在不同氮添加處理間無(wú)顯著差異(P>0.05)。

2.2 不同氮添加處理對(duì)Alpha多樣性指數(shù)的影響

通過(guò)Miseq高通量測(cè)序共得到有效序列1036564條，質(zhì)量控制后得到優(yōu)質(zhì)序列919775條，每個(gè)處理OTU數(shù)為18264～27426。不同氮添加處理下土壤細(xì)菌Alpha多樣性指數(shù)變化見(jiàn)表2。7個(gè)氮添加處理的Chao1、Observed species、PD whole tree和Shannon指數(shù)與對(duì)照相比無(wú)顯著差異。N15、N50、N100和N150處理的Chao1和Observed species指數(shù)顯著高于N300。

土壤細(xì)菌Alpha多樣性與土壤化學(xué)因子的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表3。Observed species與土壤有機(jī)碳含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。Chao1、Observed species、PD whole tree和Shannon指數(shù)均與全氮含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；Chao1與全磷含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，Observed species、PD whole tree和Shannon指數(shù)與全磷含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。表明影響土壤Alpha多樣性指數(shù)的主要土壤環(huán)境因子是土壤全氮和全磷含量。

注：同行不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

Note: Different small letters in the same line mean significant difference at 0.05 level among treatments.

表2 不同氮添加處理?xiàng)l件下土壤細(xì)菌群落Alpha多樣性指數(shù)Table 2 Alpha diversity index of soil bacterial community under different nitrogen addition treatments

注：同列不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

Note: Different small letters in the same column mean significant difference at 0.05 level among treatments.

2.3 不同氮添加處理土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和組成

各個(gè)樣品在門分類水平上具有較高的多樣性，在群落中占主導(dǎo)的細(xì)菌門類有酸桿菌門(Acidobacteria)(19.01%～38.31%)，變形菌門(Proteobacteria)(6.64%～17.11%)，放線菌門(Actinobacteria)(5.07%～16.06%)，疣微菌門(Verrucomicrobia)(3.57%～7.40%)，綠彎菌門(Chloroflexi)(3.38%～8.42%)和芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)(0.87%～1.81%)(圖1)。N50、N100和N300的酸桿菌門相對(duì)豐度顯著低于N0。N30、N50、N100、N150、N200和N300的疣微菌門相對(duì)豐度顯著低于N0。N30、N50、N100和N150的芽單胞菌門相對(duì)豐度顯著高于N0。7個(gè)氮添加處理的綠彎菌門相對(duì)豐度均顯著低于N0。

表3 土壤Alpha多樣性指數(shù)與土壤化學(xué)因子的相關(guān)性Table 3 Correlation analysis between soil bacterial Alpha diversity index and soil chemical properties

注：“*”表示顯著相關(guān)(P<0.05)，“**”表示極顯著相關(guān)(P<0.01)，“-”表示無(wú)顯著相關(guān)(P≥0.05)。下同。

Note：*indicates correlation is significant at 0.05 level, ** indicates correlation is significant at 0.01 level, “-” indicates no significant correlation. The same below.

圖1 不同氮添加處理下土壤細(xì)菌門類相對(duì)豐度變化Fig.1 Relative abundances of the dominant bacterial phylum for different nitrogen addition treatments

不同氮添加處理之間有顯著差異的OTUs豐度的PCA如圖2所示，前兩個(gè)主成分分別占細(xì)菌群落變異的36.97%和12.52%。高氮添加(N150、N200、N300)位于主成分1右側(cè)，而N0、N100與低氮添加(N15、N30和N50)位于主成分1左側(cè)。說(shuō)明高氮添加有顯著差異OTUs豐度組成相似，而N0、N15、N30、N50與N100有顯著差異OUTs豐度組成相似。非度量多維尺度分析常用于比較不同樣本組之間的差異，樣品點(diǎn)的分布代表了樣本與樣本之間的相似度程度?；诟鞯砑犹幚聿町怬TUs豐度的NMDS結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)7個(gè)氮添加處理差異OTUs與對(duì)照處理差別顯著，且高氮添加處理與低氮添加、對(duì)照和N100處理處于不同排序區(qū)(圖3)。表明高氮添加對(duì)土壤細(xì)菌群落產(chǎn)生了顯著影響。

圖2 不同氮添加處理之間有顯著差異的細(xì)菌OTUs豐度的PCA分析 Fig.2 Principal component analysis (PCA) of pyrosequencing bacterial OTUs abundance with significant differences among different nitrogen addition treatments

圖3 基于差異OTUs豐度的NMDS分析Fig.3 Nonmetric multidimensional scaling (NMDS) analysis based on the major different OTUs abundance

2.4 土壤細(xì)菌主要類群相對(duì)豐度與土壤化學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性

優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門和土壤環(huán)境因子相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表4。酸桿菌門與氮輸入量和硝態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與銨態(tài)氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與土壤pH值呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。變形菌門與土壤pH和全磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。疣微菌門與氮輸入量、有機(jī)碳和硝態(tài)氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與土壤C/N呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與土壤pH和全磷含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。綠彎菌門與土壤pH和全磷含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與氮輸入量和硝態(tài)氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與土壤有機(jī)碳、速效磷和N/P呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。土壤pH與酸桿菌門、疣微菌門和綠彎菌門呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與變形菌門呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)(圖4)，說(shuō)明氮添加通過(guò)改變土壤pH而影響了土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。

表4 土壤細(xì)菌主要類群相對(duì)豐度與土壤化學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性Table 4 Correlation analysis between the relative abundance of soil bacterial groups and soil chemical properties

圖4 土壤細(xì)菌主要類群相對(duì)豐度與土壤pH的相關(guān)性Fig.4 Correlations between soil dominant bacterial phylum and soil pH

3 討論

3.1 土壤細(xì)菌多樣性對(duì)氮添加響應(yīng)的綜合分析

多樣性指數(shù)是表征土壤微生物群落豐富度和多樣性的重要指標(biāo)，多樣性指數(shù)越高表明土壤微生物群落豐富度和多樣性越高[22]。楊山等[23]對(duì)我國(guó)北方溫帶典型草原和郝亞群等[17]對(duì)中亞熱帶杉木林(Cunninghamialanceolata)氮添加試驗(yàn)表明，短期氮添加對(duì)土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)未產(chǎn)生顯著影響。本研究表明，隨著氮添加水平的升高，細(xì)菌豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)總體上表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)，但與對(duì)照相比無(wú)顯著差異。連續(xù)6年氮添加對(duì)細(xì)菌Alpha多樣性指數(shù)未產(chǎn)生顯著性影響。高氮添加處理(300 kg N·hm-2·yr-1)時(shí)土壤細(xì)菌Alpha多樣性指數(shù)均低于對(duì)照，有降低趨勢(shì)。Freitag等[24]研究表明，過(guò)量無(wú)機(jī)氮素添加不利于提高草地土壤細(xì)菌α多樣性。前人研究認(rèn)為，低氮添加緩解了細(xì)菌生長(zhǎng)的氮限制，細(xì)菌豐度和種類增加，而高濃度氮添加反而會(huì)抑制土壤細(xì)菌多樣性[25-26]。本研究結(jié)果與這一研究結(jié)論一致。這可能是因?yàn)楸狙芯磕M氮沉降所用肥料為NH4NO3，NH4+在氧化成亞硝酸鹽過(guò)程中釋放出H+，引起土壤酸化，從而使不耐酸細(xì)菌物種繁殖緩慢，物種多樣性下降；也有可能是高氮添加導(dǎo)致土壤中可利用性氮素含量增多，導(dǎo)致喜氮微生物生長(zhǎng)迅速[27]。本研究中，土壤細(xì)菌Alpha多樣性與土壤化學(xué)因子的相關(guān)性分析結(jié)果表明，土壤全氮和全磷含量是影響土壤細(xì)菌群落Alpha多樣性重要因素。

3.2 土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)對(duì)氮添加響應(yīng)的綜合分析

氮素是干旱和半干旱草原生態(tài)系統(tǒng)限制因子之一，氮沉降增加會(huì)影響土壤微生物生長(zhǎng)和繁殖以及細(xì)菌豐度和多樣性變化。本研究對(duì)細(xì)菌群落種群的相對(duì)豐度分析表明，隨著氮添加水平的升高，細(xì)菌門類相對(duì)豐度表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。高氮添加提高了放線菌門和變形菌門相對(duì)豐度，前人研究認(rèn)為放線菌和變形菌門屬于富營(yíng)養(yǎng)型細(xì)菌，在高氮環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖速度快[25,28]，本研究結(jié)果與此一致。酸桿菌門和疣微菌門相對(duì)豐度隨著氮添加量增加而降低。其可能原因是其屬于寡營(yíng)養(yǎng)類群，這類微生物類群具有較低的生長(zhǎng)速度和較難降解物質(zhì)能力。Fierer等[28]研究表明，疣微菌門更適合養(yǎng)分含量較低的土壤條件，這符合微生物氮礦化假說(shuō)，即在高氮環(huán)境中微生物利用較難降解碳源的能力降低[29]。高氮添加處理中，寡營(yíng)養(yǎng)類群微生物與富營(yíng)養(yǎng)類群相比有較低的競(jìng)爭(zhēng)力。氮添加對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響與氮添加水平有關(guān)。Zeng等[25]對(duì)溫帶草原氮添加試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氮添加大于120 kg N·hm-2·yr-1顯著影響土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。本研究中，氮添加大于150 kg N·hm-2·yr-1顯著影響貝加爾針茅草原土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。

土壤細(xì)菌生長(zhǎng)受土壤環(huán)境因子的影響[30]，其中土壤酸堿程度對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響最為顯著[31]。本研究?jī)?yōu)勢(shì)菌群與土壤化學(xué)性質(zhì)相關(guān)分析表明(表4)，土壤pH值是影響土壤細(xì)菌群落的主要因素，這與前人研究一致[25, 32-33]。Wang等[34]在亞熱帶森林氮添加試驗(yàn)表明，氮添加150 kg N·hm-2·yr-1顯著降低土壤pH，且土壤細(xì)菌群落組成與土壤pH呈負(fù)相關(guān)。前人研究認(rèn)為，土壤酸化對(duì)細(xì)菌群落的生態(tài)選擇和不同細(xì)菌群落在酸性條件下壓力下的適應(yīng)性進(jìn)化，是土壤酸化導(dǎo)致土壤細(xì)菌群落改變的機(jī)制[35]。疣微菌門在高氮添加處理中具有較低相對(duì)豐度，且該類群相對(duì)豐度與土壤有機(jī)碳、硝態(tài)氮和C/N呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤硝態(tài)氮含量與酸桿菌門、疣微菌門和綠彎菌門呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤銨態(tài)氮含量與放線菌門、芽單胞菌門和酸桿菌門均有顯著相關(guān)性。推測(cè)在本研究區(qū)細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌群的相對(duì)豐度變化也受到了養(yǎng)分有效性的驅(qū)動(dòng)。Yang等[36]研究也表明土壤化學(xué)性質(zhì)包括土壤pH、無(wú)機(jī)氮含量等是影響土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的土壤環(huán)境因素。原因可能是氮添加導(dǎo)致草地植物群落組成發(fā)生變化[9]，而植物凋落物分解和根系分泌物影響土壤細(xì)菌生長(zhǎng)條件，如土壤pH、容重、速效氮、可溶性碳等土壤理化因子不同，導(dǎo)致土壤細(xì)菌可獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和所處的環(huán)境不同，土壤中適宜生長(zhǎng)的細(xì)菌群落也不同。

4 結(jié)論

1)連續(xù)6年氮添加未顯著改變貝加爾針茅草原土壤細(xì)菌Alpha多樣性。土壤全氮和全磷含量是影響土壤細(xì)菌群落Alpha多樣性的重要因素。

2)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與組成受氮添加水平的影響。15～100 kg N·hm-2·yr-1氮添加未顯著改變貝加爾針茅草原土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，150 kg N·hm-2·yr-1以上氮添加顯著改變土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。