黃文茂，詹永發(fā)，王 歡，韓麗珍*

（1．貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2．貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院辣椒研究所，貴州 貴陽 550006）

根際土壤微生物（Rhizosphere Soil Microorganism）在根際土壤中扮演著至關(guān)重要的角色，與植物共同構(gòu)成了復(fù)雜的土壤生態(tài)系統(tǒng)。微生物在土壤中的生命代謝活動(dòng)是土壤礦物養(yǎng)分循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)力，對維持土壤肥力作出了巨大的貢獻(xiàn)［1］。因此，評(píng)價(jià)土壤肥力或土壤質(zhì)量優(yōu)劣時(shí)，不僅以土壤微生物及功能菌群的數(shù)量作為指標(biāo)，還常常以土壤中的微生物種群多樣性作為重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)［2］。根際土壤微生物的種群多樣性受多種因素影響，除了土壤理化因子［3］和植物釋放到土壤中的一些根系分泌物外［4］，人工施肥對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)也有顯著影響，且微生物群體隨著施肥類型和施肥量的不同而有所變化［5-7］，而外施微生物菌劑也會(huì)影響土壤的微生物多樣性。

辣椒（Chilli），茄科辣椒屬植物，因其果實(shí)具調(diào)味功能且營養(yǎng)豐富而備受青睞，是全球種植面積最廣的蔬菜作物之一。近年來市場需求量的激增和土壤日益惡化，使研究者將重心放在辣椒高產(chǎn)品種選育和肥料控釋技術(shù)兩個(gè)方向上，但新品種的選育過程繁瑣而費(fèi)時(shí)，肥料控釋技術(shù)又無法從根源上改善土質(zhì)。因此，微生物菌劑作為一種新型肥料，由于其在促進(jìn)作物增產(chǎn)的同時(shí)，還能有效改善土壤狀況，防止土壤退化而引起人們的重視［8］。

植物根際促生菌（Plant Growth Promoting Rhizobacteria，簡稱PGPR）是一類環(huán)境友好且對植物生長有利的微生物類群，現(xiàn)已被開發(fā)成各種劑型菌劑施加到作物上，并取得了預(yù)期效果。PGPR 主要分布于植物根際周圍，是根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的重要組成部分。根據(jù)其在植物根際的定植位置可分為胞內(nèi)PGPR（Intracellular PGPR，iPGPR）和胞外PGPR（Extracellular PGPR，ePGPR）兩類［9］，iPGPR 通常存在于植株根部某些特定的組織或細(xì)胞內(nèi)，通過分泌生長素（Indole-3-acetic Acid，IAA）、赤霉素（Gibberellin，GA）、細(xì)胞分裂素（Cytokinin，CTK）等生長激素促進(jìn)植株生長［10-11］；ePGPR 則主要定植于根表皮及根圍土壤中，絕大多數(shù)PGPR都屬于這類定植方式，ePGPR 在土壤中的代謝活動(dòng)一方面加快了土壤養(yǎng)分循環(huán)，促進(jìn)植物對礦物營養(yǎng)的吸收，另一方面某些PGPR 還可以分泌具有抑菌作用的次生代謝物，誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性，增強(qiáng)植物的抗病害能力［12］。在研究芽孢桿菌屬兩個(gè)菌株B. licheniformisCECT 5106 和B. pumilusCECT 5105對意大利石松（Pinus pineaL.）幼苗的促生作用時(shí)，Probanza 提出“PGPR 改變根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)是其另一種促生機(jī)制”的假說［13］，遺憾的是，至今鮮有相關(guān)研究證明。盡管也有文獻(xiàn)報(bào)道外施微生物制劑可以改變植物根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)［14-16］，但在田間種植辣椒的根際土壤微生物對外施微生物菌劑如何響應(yīng)尚未可知。本研究以4 株具優(yōu)良促生能力的PGPR 菌株制成液體復(fù)合菌劑在田間條件下進(jìn)行辣椒接種，通過功能菌群數(shù)量的改變分析外施PGPR 菌劑對根際土壤微生物的影響，并進(jìn)一步利用高通量測序技術(shù)深入探究辣椒根際細(xì)菌群落對復(fù)合菌劑灌根的響應(yīng)，以及細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化與辣椒促生之間的相關(guān)性，為解析PGPR 菌劑對辣椒的田間促生機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試菌株及試驗(yàn)材料

供試菌株是由本實(shí)驗(yàn)室前期分離純化得到的4株具有優(yōu)良促生性能的菌株:HGD3（Pseudomonas putida）、HGD12（Bacillus flexus）、HP9（Bacillus velezensis）、HP10（Bacillus firmus）。試驗(yàn)所用辣椒品種名為遵辣9 號(hào)，由貴州省遵義市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育提供。

1.2 試驗(yàn)大田概況

試驗(yàn)大田位于貴州省遵義市播州區(qū)楓香鎮(zhèn)楓元村堰塘組（E106°34′23″，N27°35′29″），所處緯度較低，常年日照充足，雨量充沛。大田土壤類型為黃壤，前茬作物為豇豆和蠶豆。試驗(yàn)處理前土壤理化指標(biāo)如下:有機(jī)質(zhì)含量36.57 g/kg，全氮2.16 g/kg，全磷1.28 g/kg，全鉀13.53 g/kg，堿解氮164 mg/kg，有效磷74 mg/kg，速效鉀150 mg/kg。

1.3 PGPR 復(fù)合菌劑的制備

分別按1%接種量將各菌株甘油保種液接種至LB 培養(yǎng)基（Luria-bertani）中，180 r/min，30℃恒溫?fù)u床過夜培養(yǎng)活化，再以5%接種量將活化菌液轉(zhuǎn)接至新鮮LB 培養(yǎng)基中擴(kuò)培24 h，離心去上清并以新鮮LB 培養(yǎng)基重懸菌體，調(diào)節(jié)有效活菌數(shù)濃度為1010cfu/mL，等量混合備用，施用前以自來水稀釋25 倍后澆灌。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及樣品采集

以全量化肥為對照（CK），試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了2 個(gè)處理:PGPR 菌劑+全量化肥（PGPR-CF1）；PGPR菌劑+80%化肥（PGPR-CF2）。其中全量化肥標(biāo)準(zhǔn)為:化肥（總養(yǎng)分≥45.0%，N-P2O5-K2O:15-15-15） 750 kg/hm2，磷酸二銨（總養(yǎng)分≥64.0%，N-P2O5-K2O:18-46-0） 300 kg/hm2，各處理分別設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。育苗按常規(guī)措施進(jìn)行，幼苗移栽時(shí)間為2018 年4 月20 日，選取長勢一致的辣椒幼苗，采用錯(cuò)位種植法進(jìn)行種植，每處理種植兩壟，每壟種植兩行，壟間距0.6 m，株間距0.5 m。起壟時(shí)施加化肥，PGPR 菌液于幼苗移栽后7、30、60 d 對辣椒進(jìn)行灌根（每株100 mL）。

在盛果期采集土壤，根際土壤采集參照Courchesne F 等方法［17］，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)采集3 株辣椒的根際土壤50 g 混勻作為一份土樣，裝入無菌自封袋密封，作好標(biāo)記并立即放入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室。土樣細(xì)菌多樣性分析由深圳華大基因科技服務(wù)有限公司進(jìn)行。

1.5 辣椒產(chǎn)量指標(biāo)測定

辣椒采收期為2018 年7 月28 日至11 月1 日，共采收5 次。統(tǒng)計(jì)每輪采摘期各重復(fù)所摘辣椒重量，采收結(jié)束后計(jì)算辣椒的單株掛果數(shù)、單株產(chǎn)量，并對辣椒單果重量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.6 根際土壤細(xì)菌和功能菌群數(shù)量的測定

辣椒根際土壤細(xì)菌總數(shù)和功能菌群（溶磷菌、固氮菌、解鉀菌）數(shù)量通過稀釋平板涂布法完成。細(xì)菌計(jì)數(shù)培養(yǎng)基為LB 瓊脂培養(yǎng)基，溶磷菌計(jì)數(shù)培養(yǎng)基為Pikovaskaia's（PKO）無機(jī)磷瓊脂培養(yǎng)基，固氮菌計(jì)數(shù)培養(yǎng)基為阿須貝氏瓊脂培養(yǎng)基，解鉀菌計(jì)數(shù)培養(yǎng)基為硅酸鹽細(xì)菌培養(yǎng)基。

1.7 根際土壤細(xì)菌DNA 提取及高通量測序數(shù)據(jù)處理

根際土壤細(xì)菌總DNA 采用試劑盒（Power Soil?DNA Isolate Kit，美國Mobio）進(jìn)行提取并純化。DNA提取純化完成后，以帶Barcode 序列的特異引物進(jìn)行細(xì)菌16S rRNA 基因V3-V4 區(qū)的PCR 擴(kuò)增，引物序列分別如下:515F:5’-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3’；806R:5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’，并采用Illumina-MiSeq 平臺(tái)進(jìn)行Paired-end 測序。

1.8 統(tǒng)計(jì)分析

通過Mothur（version:v.1.30.1）計(jì)算Alpha 多樣性指數(shù)，并結(jié)合R 語言等相關(guān)軟件繪制PCA 主成分分析圖、物種profiling 面積圖和柱狀圖、組間Alpha 多樣性盒形圖等。不同處理間的差異顯著性檢驗(yàn)通過SPSS 20.0 進(jìn)行One way-ANOVA 及Duncan 檢驗(yàn)，辣椒產(chǎn)量、掛果數(shù)與土壤細(xì)菌Alpha多樣性指數(shù)之間的相關(guān)性通過Pearson（2-tailed）分析得到，并采用Office 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 施加PGPR 菌劑對辣椒產(chǎn)量指標(biāo)的影響

對辣椒單果重量分析表明，施加PGPR 菌劑對果實(shí)增重具有顯著促進(jìn)作用，其中，施加PGPR 菌劑的全量化肥組（PGPR-CF1）單果重較對照增加11.88%，80%化肥組的PGPR 處理（PGPR-CF2）增加14.36%。同時(shí)，施加PGPR 菌劑均可以促進(jìn)辣椒單株掛果數(shù)增多和單株產(chǎn)量的增加，PGPRCF1 與PGPR-CF2 的單株產(chǎn)量較對照分別提高28.74%和22.10%（表1）。

表1 不同施肥處理的辣椒產(chǎn)量變化

2.2 施加PGPR 菌劑對根際土壤細(xì)菌及功能菌群數(shù)量的影響

辣椒根際土壤中細(xì)菌數(shù)量和功能菌群數(shù)量的分析結(jié)果（表2）表明，施加PGPR 菌劑顯著影響辣椒根際土壤細(xì)菌數(shù)量和功能菌群數(shù)量（P＜0.05）。與CK 相 比，PGPR-CF1 和PGPR-CF2 處 理 組 的細(xì)菌總量分別提高了3.02 和2.82 倍。經(jīng)PGPR菌劑處理后，根際土壤功能菌群數(shù)量顯著提高（P＜0.05），處理組的溶磷菌和固氮菌數(shù)量均顯著高于CK，其中溶磷菌提高約4 倍，固氮菌提高約9 ～10 倍；而PGPR-CF1 和PGPR-CF2處理根際土壤解鉀菌的數(shù)量比CK 分別增加了168%和195%。

表2 不同施肥處理的辣椒根際土壤功能菌群數(shù)量

2.3 施加PGPR 菌劑對辣椒根際土壤細(xì)菌Alpha 多樣性的影響

9 個(gè)根際土壤樣本經(jīng)Illumina MiSeq 平臺(tái)測序后一共得到有效序列573 896 條，平均每個(gè)樣本63 766 條，在97%相似度下將得到的序列聚類共得到3 164 個(gè)OTUs，各土樣OTUs 數(shù)量分別為2 153 個(gè)（CK）、2 337 個(gè)（PGPR-CF1）、2 358 個(gè)（PGPR-CF2） （表3），所有土壤樣本的測序覆蓋率均達(dá)到了0.98 以上（圖1a），說明土樣中細(xì)菌已基本完全被測出，該測序深度能夠比較真實(shí)地反映土壤細(xì)菌的群落組成結(jié)構(gòu)。

Alpha 多樣性指數(shù)（Chao1 指數(shù)、Ace 指數(shù)、Shannon 指數(shù)、Simpson 指數(shù)等）能夠表征物種的多樣性及物種豐度。對PGPR 菌劑灌根后辣椒根際土壤細(xì)菌的Alpha 多樣性分析結(jié)果見表3。配對t檢驗(yàn)（圖1b），PGPR 菌劑灌根能夠增加辣椒根際土壤的細(xì)菌物種數(shù)量，但差異不顯著（P＞0.05），相 比 于CK，PGPR-CF1 和PGPR-CF2 根 際 土 壤中可觀察到的物種數(shù)分別增加了184 和205 個(gè)。Chao1 指數(shù)和Ace 指數(shù)表明，PGPR 菌劑灌根的辣椒根際土壤細(xì)菌豐富度均高于單施全量化肥，以PGPR-CF2 處理組的細(xì)菌豐富度最高；PGPR 菌劑處理組Shannon 指數(shù)均高于對照，表明PGPR 菌劑能夠增加辣椒根際土壤細(xì)菌的群落多樣性；但CK和PGPR-CF1 組的Simpson 指數(shù)基本相同，PGPRCF2 處理組的Simpson 指數(shù)最低，表明化肥減量且PGPR 菌劑的處理組中，根際土壤細(xì)菌優(yōu)勢度更高，化肥施加量可能對根際土壤優(yōu)勢種群有一定的影響。

圖1 不同施肥處理辣椒根際土壤所觀察到測序深度及物種數(shù)的盒形圖

表3 不同施肥處理的辣椒根際土壤細(xì)菌Alpha 多樣性指數(shù)

圖2 不同施肥處理辣椒根際土壤細(xì)菌在門水平上的相對豐度

2.4 辣椒根際土壤細(xì)菌群落組成結(jié)構(gòu)差異

對比數(shù)據(jù)庫Greengene_2013_5_99，對所有土樣測得3 164 個(gè)OTUs 對應(yīng)的物種信息進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，歸屬到37 個(gè)門；其中CK 和PGPR-CF1 分別檢 測 到34 門，PGPR-CF2 檢 測 到36 門（ 圖2）。Candidate division OP3 是PGPR 菌劑灌根處理土壤獨(dú)有的門，Thermi 和NKB19 是PGPR-CF2 獨(dú)有的門，GN02 是CK 和PGPR-CF1 共有的門。

在3 個(gè)實(shí)驗(yàn)組中，相對豐度大于1%的有13個(gè)門，分別為酸桿菌門（Acidobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、綠彎菌門（Chloroflexi）、泉古菌門（Crenarchaeota）、藍(lán)藻門（Cyanobacteria）、厚壁菌門（Firmicutes）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）、硝化螺旋菌門（Nitrospirae）、浮霉菌門（Planctomycetes）、變形菌門（Proteobacteria）、TM7 和疣微菌門（Verrucomicrobia）。其中，酸桿菌門、放線菌門、擬桿菌門、綠彎菌門、浮霉菌門和變形菌門為辣椒根際土壤中的優(yōu)勢門，在辣椒根際土壤中累計(jì)分別占細(xì)菌總數(shù)的83.7%（PGPR-CF1）、79.55%（PGPR-CF2）和79.77%（CK）。

但是，不同處理組部分細(xì)菌類群的相對豐度發(fā)生改變，PGPR-CF1 和PGPR-CF2 辣椒根際土壤中擬桿菌門的相對豐度較對照分別增加了10.11%和39.28%，厚壁菌門的相對豐度分別增加了12.64%和37.33%；PGPR 菌劑灌根土壤芽單胞菌門、藍(lán)藻門和柔膜菌門（Tenericutes）呈現(xiàn)下降趨勢，以芽單胞菌門下降最明顯，PGPR-CF1 下降了21.44%，PGPR-CF2 下降了13.29%。顯然，PGPR 菌劑的處理改變了土壤中原有細(xì)菌群落的結(jié)構(gòu)。

在目水平上對辣椒根際土壤細(xì)菌群落組成結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析，所有土樣共檢測到42 個(gè)目（圖3）。菌劑處理組細(xì)菌相對豐度最高的是鞘氨醇桿菌目（PGPR-CF1，9.27%；PGPR-CF2，7.42%），而全量化肥（對照）組根際土壤中為酸桿菌目（CK，9.05%）；另外，相對豐度大于5%的細(xì)菌目在CK 中還包括Solibacterales（6.12%）和鞘氨醇桿菌目（7.96%），而在PGPR-CF1 和PGPR-CF2 處理組中，相對豐度大于5%的細(xì)菌類群還包括酸桿菌目（7.93%，6.71%）、Solibacterales（6.89%，5.28%）、腐生螺旋體菌目（5.48%，6.76%），WD2101（PGPRCF1，5.13%）和iii1-15（PGPR-CF2，6.21%）的相對豐度也大于5%，PGPR 菌劑處理的辣椒根際土壤中表現(xiàn)出更為豐富的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。此外，在PGPR菌劑灌根的辣椒根際土壤中，部分類群的相對豐度發(fā)生改變，具體而言，芽孢桿菌目（Bacillales）、伯克霍爾德氏菌目（Burkholderiales）、紅螺菌目（Rhodospirillales）、腐生螺旋體菌目（Saprospirales）、鞘氨醇桿菌目（Sphingobacteriales）、黃單胞菌目（Xanthomonadales）所占比例均有所增大，而酸桿菌目（Acidobacteriales）、黃桿菌目（Flavobacteriales）、Ellin5290、Ellin6067、芽單胞菌目（Gemmatimonadales）、MND1、Thermogemmatisporales 相對豐度則有所下降（表4）。

圖3 不同施肥處理辣椒根際土壤細(xì)菌在目水平上的相對豐度

表4 不同施肥處理辣椒根際土壤細(xì)菌在目水平上的變化 （%）

2.5 辣椒根際土壤細(xì)菌主成分分析

基于OTUs 豐度進(jìn)行主坐標(biāo)分析（PCA），評(píng)估PGPR 菌劑灌根對辣椒根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響。PC1 和PC2 是解釋不同處理土壤樣本間差異性的主要成分，解釋度分別為38.07%和20.72%（圖4）。不同施肥處理辣椒根際土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)差異明顯，圖中PGPR-CF1 與PGPR-CF2 的距離在PC1 上相距較遠(yuǎn)，在PC2 上距離較近；而CK與PGPR-CF1 在PC1 上的距離更近，表明菌劑和化肥的施用共同影響了辣椒根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，且化肥用量的提高可對根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)造成更大的影響。

圖4 不同施肥處理辣椒根際細(xì)菌的PCA 分析

2.6 根際土壤細(xì)菌多樣性和產(chǎn)量指標(biāo)之間的關(guān)系

對PGPR 菌劑灌根辣椒根際土壤細(xì)菌多樣性與產(chǎn)量指標(biāo)之間的相關(guān)性分析（表5）表明，根際土壤細(xì)菌Alpha 多樣性的Chao1、Ace、Shannon 指數(shù)與單果重量、單株掛果數(shù)、單株產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，但不顯著（P＞0.05）；Simpson 指數(shù)與單果重量呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)性不顯著（P＞0.05），但與單株掛果數(shù)、單株產(chǎn)量之間沒有相關(guān)性。

表5 辣椒產(chǎn)量指標(biāo)與根際土壤細(xì)菌Alpha 多樣性指數(shù)之間的相關(guān)性

3 討論

以植物生長促進(jìn)菌制成的微生物菌劑是目前研究較多的生物肥料之一，其富含功能微生物，在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮著修復(fù)土壤，維持土壤肥力和促進(jìn)增產(chǎn)等作用［18］。近年來國內(nèi)外研究人員大多關(guān)注PGPR 菌株在實(shí)驗(yàn)室條件下促生效果及機(jī)制的研究［11，19-20］，而大田條件下促生菌對辣椒促生增產(chǎn)及根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響的報(bào)道很少。本文利用PGPR 菌劑和化肥配施，在田間條件下對辣椒的產(chǎn)量、辣椒根際土壤細(xì)菌數(shù)量、功能菌群數(shù)及細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。結(jié)果表明，施加PGPR 菌劑的2 個(gè)處理組中，辣椒單果重、單株掛果數(shù)及單株產(chǎn)量均較全量化肥（CK）有不同程度的提高，表明PGPR 菌劑的施加提高了辣椒產(chǎn)量。細(xì)菌數(shù)及功能菌群數(shù)測定的結(jié)果顯示，施加PGPR菌劑明顯提高了辣椒盛果期根際土壤中細(xì)菌、溶磷菌、固氮菌和解鉀菌的數(shù)量。從細(xì)菌數(shù)量上來看，100%化肥配施PGPR 菌劑相對高于80%化肥配施PGPR 菌劑，這可能是全量化肥條件下引起土壤化學(xué)成分的改變，為微生物的代謝提供了營養(yǎng)來源，刺激土壤中微生物活性的提高，從而引起細(xì)菌代謝加快，數(shù)量提高［21-22］。

本文采用灌根的方法，研究了PGPR 菌劑對辣椒根際土壤細(xì)菌多樣性及群落結(jié)構(gòu)的影響。高通量測序結(jié)果顯示，PGPR 菌劑灌根改善了辣椒根際土壤細(xì)菌的物種豐度和多樣性，其中PGPR-CF2 處理根際土壤細(xì)菌多樣性最高，PGPR-CF1 處理次之，CK 處理最差，這與雷先德等［5］的研究結(jié)論一致。表明PGPR 菌劑能夠在一定程度上維持和提高根際土壤細(xì)菌豐度和多樣性；Simpson 指數(shù)表明，全量化肥配施PGPR 菌劑及單施全量化肥條件下，根際土壤細(xì)菌的物種優(yōu)勢度相對高于配施80%化肥的菌劑組，前人研究表明［23-24］，施肥對土壤微生物群體變化影響較大，不同施肥量引起的C/N 變化影響了土壤微生物活性，氮肥雖然不支持細(xì)菌生長，但當(dāng)?shù)逝c易分解底物結(jié)合時(shí)，有利于土壤中某些優(yōu)勢細(xì)菌種群的生長，加快了這類細(xì)菌的新陳代謝，從而促進(jìn)其大量繁殖。

對根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理的辣椒根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)具有一定的相似性，表現(xiàn)為主要的優(yōu)勢菌門為酸桿菌門、放線菌門、擬桿菌門、綠彎菌門、芽單胞菌門、變形菌門和疣微菌門等7 個(gè)類群；但相較于對照，經(jīng)微生物菌劑處理后細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)又有所差異，賀國強(qiáng)等［25］利用解磷固氮復(fù)合菌劑研究其對小麥根際土壤細(xì)菌群落的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，解磷固氮復(fù)合菌劑降低了芽單胞菌門的相對豐度，這與本研究結(jié)論一致，但與藍(lán)藻門相對豐度減少的結(jié)論有所差別，也有研究表明藍(lán)藻的豐度因土壤類型、養(yǎng)分和采樣期溫度等不同而呈現(xiàn)一定差異［26-27］。此外，PGPR 菌劑處理的兩種土壤樣本中均檢測到了Candidate division OP3，CK 處理中并未發(fā)現(xiàn)，但在PGPR-CF1 和CK處理中檢測到了GN02，PGPR-CF2 中單獨(dú)檢測到Thermi 和NKB19，結(jié)合主成分分析（PCA）可知，辣椒根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化與PGPR 菌劑和化肥量有關(guān)。

不同施肥處理辣椒根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)在目水平差異也較大。2 個(gè)PGPR 菌劑灌根處理組相對豐度最高的是鞘氨醇桿菌目，而全量化肥組相對豐度最高的酸桿菌目。在以往的文獻(xiàn)［28-31］中多次報(bào)道了鞘氨醇桿菌目的某些種屬（Sphingobacteriumsp.，Sphingobacterium pakistanensissp. nov.，Sphingobacterium canadense）可 以 產(chǎn) 生IAA、ACC 脫 氨酶、鐵載體等，具有顯著的促生特性，而根際土壤中具有促生功能的相關(guān)菌群豐度提高，也可能是辣椒產(chǎn)量增高的原因之一。本研究發(fā)現(xiàn)，PGPR 菌劑灌根處理中酸桿菌目的相對豐度均低于常規(guī)處理。Kalam 等［28］研究表明，接種PGPR 后，番茄和黑豆根際土壤酸桿菌數(shù)量在60 d 內(nèi)總體增加；但最近一項(xiàng)研究顯示，滴施含枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和熒光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens）的可濕性粉劑、哈茨木霉（Trichoderma harzianum）菌劑以及含枯草芽孢桿菌（B. subtilis）、膠質(zhì)芽孢桿菌（B. licheniformis）、巨大芽孢桿菌（B. megaterium）的復(fù)合菌等不同生物菌劑后，棉花根際土壤酸桿菌的豐度均表現(xiàn)降低［32］；顯然，不同微生物菌劑對根際土壤酸桿菌的種群密度影響尚有爭論。此外，PGPR 菌劑灌根還增加了辣椒根際土壤中芽孢桿菌目（Bacillales）的相對豐度，本研究所采用菌劑包含的菌株HP10、HP9、HGD12 均屬于該細(xì)菌目，這可能是接種的芽孢桿菌屬菌株定殖到根際土壤中，或者是菌劑的施加活化了根際土壤中芽孢桿菌目的細(xì)菌所致。本研究的PGPR 菌劑中，HGD3 為假單胞菌屬菌株，雖然兩種處理的根際土壤中均未檢測到Pseudomonassp.，但有研究表明，自然界中存在某些PGPR，它們在根際土壤中的存活時(shí)間不長，但其對土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響不可忽視［33］。土壤微生物之間相互作用，關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，加之田間土壤環(huán)境影響因素復(fù)雜多變，不同成分的微生物菌劑與土壤原住物種之間的競爭與掠食關(guān)系等［34-35］，所引起的土壤細(xì)菌消減增漲效應(yīng)也有所不同。鑒于此，可通過盆栽試驗(yàn)以避免復(fù)雜的田間環(huán)境因素，進(jìn)一步探究根際土壤細(xì)菌對微生物菌劑的響應(yīng)。

根際土壤微生物群落多樣性是提高農(nóng)田土壤的穩(wěn)定性、生產(chǎn)力和可持續(xù)性［36-38］的基礎(chǔ)，根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化決定了作物生長狀況的優(yōu)良。Ramos 等［39］研究表明，接種地衣芽孢桿菌（B.licheniformis）懸浮液對歐洲榿木（Alnus glutinosa）的促生效果與根際土壤微生物的響應(yīng)幅度呈正相關(guān)關(guān)系，類似的研究在意大利石松幼苗［13］和豇豆［40］上也得到了相同的結(jié)果。本文對辣椒果實(shí)產(chǎn)量指標(biāo)與根際土壤細(xì)菌多樣性的Pearson 相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌多樣性指數(shù)與單株產(chǎn)量之間呈正相關(guān)性，PGPR 菌劑處理后辣椒的單株產(chǎn)量提升明顯，且單果重量顯著提高。PGPR 菌劑灌根后辣椒根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的改變可能才是辣椒產(chǎn)量增加和果實(shí)品質(zhì)提升的最主要原因，但具體的作用和機(jī)制還需進(jìn)一步通過動(dòng)態(tài)觀察研究。

4 結(jié)論

通過PGPR 菌劑對辣椒進(jìn)行灌根，顯著提高了辣椒根際土壤中細(xì)菌及固氮、溶磷及解鉀等功能菌群的數(shù)量，改善了辣椒根際土壤細(xì)菌的多樣性和豐度，顯著促進(jìn)了辣椒產(chǎn)量的提升。

不同化肥量配施PGPR 菌劑，辣椒根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)有所差異，表明化肥影響了辣椒根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，2 種處理組辣椒產(chǎn)量沒有明顯差異，且根際土壤細(xì)菌群落多樣性和豐度均高于未施菌劑組。結(jié)果表明:PGPR 菌劑配施化肥在促進(jìn)辣椒增產(chǎn)的同時(shí)，有利于維持并改善土壤細(xì)菌多樣性，對提高土壤生產(chǎn)力和可持續(xù)性具有重要作用。