馮 彪，青格爾，高聚林，于曉芳，胡樹平，張 鑫，薛紅飛，劉瑞枝，劉愛業(yè)

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學職業(yè)技術(shù)學院，內(nèi)蒙古薩拉齊 014109；3.巴彥淖爾市烏拉特前旗農(nóng)牧和科技局，內(nèi)蒙古烏拉山 015400）

土壤酶和土壤微生物是衡量土壤質(zhì)量狀況的重要指標[1]。酶活性反映了土壤中生物的化學進程[2]。土壤微生物量與酶活性緊密聯(lián)系，土壤微生物的種類數(shù)量與有機質(zhì)分解、礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)換有直接關(guān)系，進而影響了作物對營養(yǎng)元素的吸收利用[3]。耕作方式作為影響土壤酶活性的一種重要因素，不僅導(dǎo)致土壤理化指標及生物學指標發(fā)生改變，也會使土壤微生物群落組成發(fā)生改變，并且使耕作方式的響應(yīng)速度加快[4]。同時，由于土壤中微生物數(shù)量的改變也會使酶活性發(fā)生變化[5]。耕作方式既可通過改變土壤結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)微生物的數(shù)量[6]，也可通過改變土壤的礦化和養(yǎng)分吸收影響土壤微生物的數(shù)量[7]。梁金鳳等[8]研究表明，深松可降低土壤容重、提高孔隙度，進而促進微生物的活化和礦質(zhì)元素的分解，增加細菌、放線菌的數(shù)量。劉紅杰等[9]研究表明，深翻耕作可通過增加土壤微生物的數(shù)量，進而使土壤磷酸酶和蔗糖酶活性提高。高旭梅等[10]研究得出，深耕方式顯著增加土壤脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性。張志政等[11]通過研究深松對根際土壤養(yǎng)分及微生物群落功能多樣性得出，深松可通過改善微生物的生存環(huán)境，提高土壤微生物群落組成。

針對土默川平原灌區(qū)土壤肥力低的問題，本研究開展了不同耕作方式長期定位試驗，旨在明確不同耕作方式下土壤酶活性、微生物數(shù)量及微生物量碳、微生物量氮的變化，分析土壤酶活性的變化及其與土壤微生物量的關(guān)系，并采用16S rRNA 擴增子測序技術(shù)對不同耕作方式下土壤細菌群落組成進行分析，以確定不同耕作方式下土壤細菌群落的菌種組成情況，從而建立合理的耕作模式，為土默川平原灌區(qū)土壤質(zhì)量提升提供生物學基礎(chǔ)，為當?shù)夭扇∵m宜的耕作方式提供理論依據(jù)及技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗時間與地點

于2018—2019年在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學玉米中心試驗地進行土壤耕作方式定位試驗，位于內(nèi)蒙古土默特右旗溝門鎮(zhèn)北只圖村（40°32′N，110°28′E）。該地區(qū)屬半干旱中溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫6～8 ℃，年降水總量400 mm，無霜期140 d，海拔1 015 m，年日照時數(shù)2 806 h，年活動積溫為3 000～3 500 ℃。試驗田為沙壤土，未采取耕作方式前土壤基礎(chǔ)肥力為有機質(zhì)含量22.04 g/kg、堿解氮含量57.82 mg/kg、速效磷含量3.57 mg/kg、速效鉀含量84.97 mg/kg，前茬作物為春玉米。試驗期間的氣象因子見圖1。

圖1 試驗地氣象因子變化

1.2 試驗設(shè)計

本試驗采用大區(qū)設(shè)計，共設(shè)5 個不同耕作方式處理，分別為農(nóng)戶淺旋對照（CK），條深旋（SC，旋耕深度為20 cm），深松（SS，深松深度為35 cm 和深松鏟間距為60 cm），深翻（DP，深翻深度為45 cm），免耕（NT），每個處理800 m2，種植玉米品種為先玉696，施肥量：N 475 kg/hm2、P2O5210 kg/hm2、K2O 202.5 kg/hm2，其中，N 按3∶7 分別于拔節(jié)期、大喇叭口期追施，P2O5和K2O 作種肥一次性施入，其他管理同一般大田。

1.3 土壤樣品取樣方法

播種前土樣采用“S”形取樣法，在每個大區(qū)采集0～45 cm 土壤樣品后均勻地混合在一起，3 次重復(fù)，過2 mm 篩除去動植物殘體等雜物，四分法去除多余土樣，裝入密封袋，立即運回實驗室，分成3 份：第一份土樣風干后，用于測定土壤酶活性；第二份土樣保存于4 ℃冰箱中，用于土壤微生物量碳、微生物量氮和土壤微生物數(shù)量的測定；第三份土樣保存于－80 ℃冰箱，用于土壤細菌群落組成及多樣性的測定。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 土壤酶活性測定 蔗糖酶和纖維素酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定[12]；脲酶活性采用靛酚藍比色法測定[12]；過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定[12]；堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定[12]；蛋白酶活性采用茚三酮比色法測定[12]。土壤酶活性綜合指數(shù)（GME）測定：求取土壤蔗糖酶、堿性磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶、蛋白酶、纖維素酶活性集合平均數(shù)，作為衡量土壤質(zhì)量的綜合酶活性指標[13]，計算公式

1.4.2 土壤微生物量碳、微生物量氮的測定 采用氯仿熏蒸K2SO4提取法測定[14-15]土壤微生物量碳、微生物量氮，土壤微生物量碳計算公式

土壤微生物量氮計算公式

式中，0.38 和0.45 分別為土壤微生物量碳和微生物量氮的系數(shù)；EC和EN分別為熏蒸和未熏蒸土壤K2SO4浸提液有機碳和全氮含量的差值。

1.4.3 土壤微生物數(shù)量測定 采用稀釋平板涂抹培養(yǎng)計數(shù)法。細菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基37 ℃培養(yǎng)2 d；放線菌采用改良的高氏一號培養(yǎng)基（每300 mL 培養(yǎng)基中加3%重鉻酸鉀1 mL）28 ℃培養(yǎng)7 d；真菌采用PDA 培養(yǎng)基（每100 mL 培養(yǎng)基加1%鏈霉素溶液0.3 mL）培養(yǎng)3 d[12]。

1.4.4 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)測定 根據(jù)E.Z.N.A.soil DNA kit（Omega Bio-tek,Norcross,GA,U.S.）說明書進行微生物總DNA 提取，使用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA 的提取質(zhì)量，使用NanoDrop2000測定 DNA 濃度和純度； 使用 338F（5′ -ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′）和806R（5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′）[15]對16S rRNA基因V3～V4 可變區(qū)進行PCR 擴增，擴增程序如下：95 ℃預(yù)變性3 min，27 個循環(huán)（95 ℃變性30 s，55 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s），然后72 ℃穩(wěn)定延伸10 min，最后在4 ℃進行保存（PCR 儀：9700 型）。PCR 反應(yīng)體系為：5×TransStart FastPfu緩沖液4 μL，2.5 mmol/L dNTPs 2 μL，上游引物（5 μmol/L）0.8 μL，下游引物（5 μmol/L）0.8 μL，TransStart FastPfu DNA 聚合酶0.4 μL，模板DNA 10 ng，補足至20 μL。每個樣本3 個重復(fù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)整理和初步處理，用SPSS Statistics 22.0 軟件進行差異顯著性和主成分分析。采用SigmaPlot 12.5 和R 語言（R3.6.1）作圖。使用UPARSE 軟件（version 7.1，http://drive5.com/uparse/）對16S rRNA 序列用Gold 數(shù)據(jù)庫[17]進行嵌合體檢驗與去除，根據(jù)97%的相似度對序列進行 OTU 聚類并剔除嵌合體。利用RDP classifier（http://rdp.cme.msu.edu/）對每條序列進行物種分類注釋，與Silva 數(shù)據(jù)庫（SSU128）比對，設(shè)置比對閾值為70%。構(gòu)建好的擴增子測序文庫送至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司使用Illumina Miseq PE300 測序平臺進行序列測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對土壤酶活性的影響

由表1 可知，在耕作方式間，土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶、蛋白酶和纖維素酶活性差異極顯著（P＜0.01）；在年份間，土壤脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶、蛋白酶和纖維素酶活性差異極顯著（P＜0.01），土壤過氧化氫酶活性差異不顯著（P＞0.05）；在年份×耕作方式間，土壤蔗糖酶、堿性磷酸酶、蛋白酶和纖維素酶活性差異極顯著（P＜0.01），土壤過氧化氫酶、脲酶活性差異不顯著（P＞0.05）。

表1 不同耕作方式土壤酶活性 單位：mg/g

2018年，土壤過氧化氫酶活性DP、SS 處理較CK 處理分別提高了22.31%和35.06%，NT、SC 與CK 處理差異不顯著（P＞0.05），SS 處理較DP 處理顯著（P＜0.05）提高了10.42%；土壤脲酶活性NT、DP、SS 和SC 處理較CK 處理分別提高了30.80%、54.97%、63.68%和17.42%，DP、SS 處理較NT、SC 處理分別顯著（P＜0.05）提高18.48%、31.98%和25.14%、39.39%；土壤蔗糖酶活性NT、DP、SS 和SC處理較CK 處理分別提高了27.28%、37.47%、40.22%和32.45%，SS 處理較NT、SC 處理分別顯著（P＜0.05）提高10.17%、5.87%，DP 處理較NT 處理顯著（P＜0.05）提高7.97%，較SC 處理提高3.77%；土壤堿性磷酸酶活性NT、DP、SS 和SC 處理較CK 處理分別提高了4.33%、25.74%、38.39%和12.22%，SS處理較NT、DP、SC 處理分別顯著（P＜0.05）提高32.64%、10.06%、23.32%，DP 處理較NT 和SC 處理分別顯著（P＜0.05）提高20.51%和12.05%；土壤蛋白酶活性DP、SS 處理較CK 處理分別提高了5.17%和11.06%，NT、SC 與CK 處理差異不顯著（P＞0.05）；土壤纖維素酶NT、DP、SS 和SC 處理較CK 處理分別提高了16.71%、11.47%、23.44%和5.49%，SS 處理較NT、DP、SC 處理分別顯著（P＜0.05）提高5.77%、10.74%和17.02%。2019年與2018年趨勢一致，2019年土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶活性SS 處理較NT、DP、SC、CK 處理分別顯著（P＜0.05）提高33.37%、7.48%、18.90%和34.36%，18.29%、5.67%、32.52%和38.91%，17.90%、5.91%、28.79%和55.69%。土壤堿性磷酸酶和蛋白酶活性DP 和SS 處理較NT、SC、CK 處理分別顯著（P＜0.05）提高15.30%、24.58%、30.46%和18.15%、27.67%、33.69%，21.60%、23.16%、56.36%和21.20%、22.76%、55.85%；土壤纖維素酶活性DP 處理較NT、SS、SC 和CK 處理分別顯著（P＜0.05）提高了11.80%、1.33%、14.92%和18.21%。綜上所述，各耕作處理均可明顯提高土壤酶活性，尤以SS 處理提高效果最為顯著。

2.2 不同耕作方式對土壤酶活性綜合指數(shù)（GME）的影響

不同耕作處理下土壤酶活性綜合指數(shù)見圖2，2018年各處理土壤GME 表現(xiàn)為SS＞DP＞NT＞SC＞CK，NT、DP、SS 和SC 處理較CK 處理分別顯著（P＜0.05）提高11.48%、25.06%、34.29%和11.49%，SS 處理較NT、DP 和SC 處理分別顯著（P＜0.05）提高20.46%、7.38%和20.45%，各處理均顯著（P＜0.05）高于CK 處理；2019年各處理土壤GME 表現(xiàn)與2018年基本一致，以SS 處理GME 最高。年際間表現(xiàn)為2019年高于2018年，2019年GME 表現(xiàn)為NT、DP、SS、SC 和CK 處理較2018年分別增加19.10%、23.05%、18.34%、15.07%和16.85%，其中DP 處理提高幅度最明顯。綜上所述，NT、DP、SS 和SC 處理均可明顯提高土壤GEM 活性，其中SS 處理提高效果最為顯著。

圖2 不同耕作方式土壤GME 變化

2.3 不同耕作方式對土壤微生物數(shù)量及微生物量碳、微生物量氮含量的影響

由表2 可知，土壤微生物數(shù)量在耕作方式和年份間均呈顯著或極顯著差異（P＜0.01），在耕作方式×年份間互作差異不顯著（P＞0.05）；微生物量碳含量在耕作方式間存在極顯著差異（P＜0.01），在年份及耕作方式年份互作間差異不顯著（P＞0.05）；微生物量氮在年份間存在極顯著差異（P＜0.01），在耕作方式及耕作方式×年份互作間差異不顯著（P＞0.05）。2018年，NT、DP、SS、SC 處理土壤細菌數(shù)量較CK 處理分別顯著（P＜0.05）提高54.55%、107.27%、61.82%和67.27%，DP 處理較NT、SS 和SC 處理分別顯著（P＜0.05）提高96.67%、73.53%和59.46%，NT、SS 和SC 處理間差異不顯著（P＞0.05），但均顯著（P＜0.05）高于CK 處理。NT、DP、SS、SC 處理土壤真菌和放線菌數(shù)量較CK 處理分別提高57.58%、84.85%、81.82%、36.35%和12.50%、31.25%、15.63%、25.00%，其中，NT、DP、SS 處理土壤真菌數(shù)量與CK 處理差異顯著（P＜0.05），DP、SC 處理土壤放線菌數(shù)量與CK處理差異顯著（P＜0.05）；NT、DP、SS 和SC 處理差異不顯著（P＞0.05）。NT、DP、SS、SC 處理土壤微生物量碳較CK 處理分別提高9.78%、14.65%、15.31%和6.36%，其中，DP、SS 處理土壤微生物量碳與CK 處理差異顯著（P＜0.05）；NT、DP、SS 和SC 處理差異不顯著（P＞0.05）。DP、SS、SC 處理土壤微生物量氮較CK 處理分別提高9.50%、10.95%和0.27%，其中，DP、SS 處理土壤微生物量氮與CK 處理差異顯著（P＜0.05）；DP 和SS 處理較NT 和SC 處理分別顯著（P＜0.05）提高10.23%、9.20%和11.71%、10.65%。2019年與2018年趨勢一致，2019年DP 和SS 處理均顯著（P＜0.05）高于NT、SC 和CK 處理，且年際間2019年細菌、真菌、放線菌數(shù)量和微生物量碳、微生物量氮較2018年分別增加19.84%和49.03%、14.34%和34.92%、25.23%和43.68%、9.89%和4.08%、20.79%和21.00%。綜上所述，各耕作處理均可明顯提高土壤微生物量，其中DP、SS 處理提高效果最為顯著。

表2 不同耕作方式土壤微生物數(shù)量

2.4 土壤酶活性與土壤微生物量碳、微生物量氮及數(shù)量相關(guān)性分析

由表3 可知，土壤細菌數(shù)量與土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶、蛋白酶和纖維素酶活性呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.660、0.864、0.857、0.824、0.739 和0.790，土壤真菌、放線菌數(shù)量和微生物量碳、微生物量氮與脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶活性呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系；細菌、放線菌數(shù)量和微生物量碳、微生物量氮與蛋白酶活性的相關(guān)系數(shù)分別為0.739、0.704、0.858 和0.679，細菌、真菌、放線菌數(shù)量和微生物量氮與纖維素酶的相關(guān)系數(shù)分別為0.790、0.672、0.857 和0.957。

表3 土壤酶活性與土壤微生物數(shù)量相關(guān)性分析

2.5 耕作方式對土壤細菌群落結(jié)構(gòu)組成特性分析

2.5.1 不同耕作方式對土壤細菌門水平群落結(jié)構(gòu)組成的影響 不同耕作方式土壤細菌門水平分類主要由Actinobactera（放線菌門，28.90%～48.22%），Proteobacteria（變形菌門，16.72%～20.70%），Chloroflexi（綠彎菌門，14.37%～28.00%），Acidobacteria（酸桿菌門，9.42%～16.98%），Gemmatimonadetes（芽單胞菌門，2.71%～4.58%），F(xiàn)irmicutes（厚壁菌門，1.91%～3.47%），Bacteroidetes（擬桿菌門，1.30%～1.92%）等組成（圖3），但各個類群在不同耕作方式中所占比例存在差異。Actinobacteria 表現(xiàn)為NT 處理顯著（P＜0.05）高于其他處理，豐度為48.22%；SS 處理Chloroflexi、Acidobacteria 豐度為28.00%、16.97%，顯著（P＜0.05）高于其他處理；Proteobacteria 表現(xiàn)為DP 處理顯著（P＜0.05）高于其他處理，豐度為20.69%。

圖3 不同耕作方式優(yōu)勢細菌門水平組成及豐度

2.5.2 不同耕作方式對土壤細菌屬水平群落結(jié)構(gòu)組成的影響 不同耕作方式土壤屬水平細菌群落結(jié)構(gòu)較為相似（圖4），Arthrobacter（節(jié)桿菌屬）、Gaiella（蓋氏菌屬）、Blastococcus（牙球菌屬）、Bacillus（芽孢桿菌屬）、RB41、Nocardioides（類諾卡氏菌屬）為優(yōu)勢菌屬，但各個類群在不同耕作方式中所占比例存在差異。5 種耕作方式中，DP 處理的Arthrobacter（節(jié)桿菌屬）相對豐度最大，在2.06%～5.97%；NT 處理主要由Arthrobacter（4.56%）、Streptomyces（4.95%）、Gaiella（2.38%）、MND1（2.91%）和Sphingomonas（2.23%）組成；與其他處理相比，SS 和SC 處理分布較多的為Arthrobacter（2.06%、2.49%）、Nordella（2.14%、1.40%）、Bacillus（1.47%、1.66%）和Sphingomonas（2.11%、3.35%）；DP 處理分布較多的為Arthrobacter（5.96%）、Gaiella（1.41%）、Sphingomonas（1.93%）、MND1（1.25%）；CK處理中Arthrobacter、Gaiella、Sphingomonas、MND1、Nordella等菌屬豐度較高，分別為3.62%、2.14%、2.50%、2.50%、1.78%。Arthrobactre、Bacillus屬在DP處理中相對豐度顯著（P＜0.05）高于其他處理，而在NT 和CK 處理間差異不顯著（P＞0.05）；Gaiella、MND1屬在NT 處理中的相對豐度顯著（P＜0.05）高于DP、SS 和SC 處理，但NT 和CK 處理差異不顯著（P＞0.05）；Sphingomonas在SC 處理中的相對豐度最高，顯著高于其他處理（P＜0.05）；Streptomyces表現(xiàn)為NT 處理豐度較高，在DP 和SS 處理中差異不顯著（P＞0.05）。

圖4 不同耕作方式優(yōu)勢細菌屬水平組成及豐度

2.6 不同耕作方式下土壤酶活性、微生物量與菌群相關(guān)性分析

為進一步明確不同耕作方式土壤酶活性、微生物量與細菌群落組成的關(guān)系，對土壤樣品中優(yōu)勢細菌門與酶活性、微生物量及菌群數(shù)量進行的相關(guān)性分析（圖5），Chloroflexi 與土壤過氧化氫酶、蔗糖酶活性和細菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.61、0.54 和0.54；Firmicutes 與土壤過氧化氫酶、蛋白酶活性和細菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.63、0.61 和0.58；土壤真菌數(shù)量與Acidobacteria 呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.55；土壤過氧化氫酶活性與Planctomycetes 呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.59，Actinobactera 與過氧化氫酶活性、細菌和真菌數(shù)量呈顯著負相關(guān)。由此可知，土壤過氧化氫酶活性顯著影響Chloroflexi、Firmicutes 和Planctomycetes 的分布，細菌數(shù)量顯著影響Chloroflexi、Firmicutes 的分布，真菌數(shù)量顯著影響Acidobacteria 的分布。

圖5 土壤酶活性、微生物量與菌群相關(guān)性分析

3 討論

3.1 不同耕作方式下土壤酶活性與微生物量的關(guān)系

土壤過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶、蛋白酶和纖維素酶活性在土壤碳、氮等養(yǎng)分循環(huán)中發(fā)揮重要作用。本研究表明，與農(nóng)戶淺旋（對照）處理相比，各耕作方式均顯著提高了土壤酶活性，深松處理提高效果最佳。微生物量碳、微生物量氮與脲酶、纖維素酶、蔗糖酶、蛋白酶活性呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，細菌、真菌、放線菌數(shù)量和微生物量碳、微生物量氮與脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶活性呈顯著正相關(guān)關(guān)系。PIOVANELLI 等[17]研究表明，深耕能夠通過改變耕層土壤結(jié)構(gòu)，利于土壤有機質(zhì)的積累，改善了微生物生存的環(huán)境，進而影響土壤微生物數(shù)量[17]。李忠和[18]研究土壤微生物及酶活性對土壤碳變化影響發(fā)現(xiàn)，土壤中微生物量碳含量與微生物數(shù)量呈正相關(guān)。土壤微生物量是評價土壤養(yǎng)分有效性和土壤微環(huán)境變化的敏感指標之一[19]。土壤微生物量碳作為土壤有機碳中最活躍的部分，參與土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和腐殖質(zhì)的形成和分解過程[20]。張潔等[21]研究表明，深松處理能夠提高土壤微生物量碳、微生物量氮。楊敏芳等[22]研究表明，深翻處理較淺旋處理顯著提高土壤微生物量碳、微生物量氮含量。本研究結(jié)果表明，深翻和深松處理的整體微生物量碳、微生物量氮均高于農(nóng)戶淺旋處理，且深翻和深松處理土壤中微生物數(shù)量較高，與梁金鳳等[8]、張向前等[23]和張繼光等[24]的研究結(jié)果一致。

3.2 不同耕作方式下土壤微生物群落組成的變化

在門分類水平上，不同耕作方式土壤細菌群落主要由Actinobactera、Proteobacteria、Chloroflexi、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Firmicutes 等菌門組成，Proteobacteria、Actinobactera 和Acidobacteria豐度較高，且Proteobacteria 和Acidobacteria 在各處理中差異不顯著，說明對耕作方式的改變反應(yīng)不敏感，這與傅敏等[25]的研究結(jié)果一致。Proteobacteria 和Actinobacteria 是土壤中最優(yōu)勢菌群。Proteobacteria可以在碳源較豐富的土壤環(huán)境中快速增長[26]，含有的代謝菌群較多，菌群豐度高低可以表征土壤代謝能力的強弱，Proteobacteria 也是固氮能力較強的菌種之一，能夠一定程度上提高土壤中的氮素含量。本研究中，免耕、深翻和深松處理中Actinobactera、Chloroflexi、Acidobacteri、Proteobacteria 菌門的相對豐度較高，表明免耕、深翻和深松處理土壤中有益微生物居多，更利于土壤質(zhì)量提升。土壤酶活性的變化是由于土壤微生物對動植物殘體的分解引起的[28]，因此，土壤酶活性與細菌的活動和繁殖有密切聯(lián)系[27]。本研究發(fā)現(xiàn)，Chloroflexi、Planctomycetes、Gemmatimonadetes、Firmicutes 和Rokubacteria 的相對豐度與土壤酶活性和微生物量碳、氮存在顯著正相關(guān)關(guān)系，這些菌門在含碳量充足的環(huán)境中表現(xiàn)較多[29]。本研究發(fā)現(xiàn)，深翻和深松方式由于改變了土壤質(zhì)地，改善了土壤通氣和營養(yǎng)狀況，從而增加了土壤酶活性、微生物量和細菌種類的相對豐度。

4 結(jié)論

不同耕作方式對土壤微生物數(shù)量、微生物量碳、微生物量氮和土壤酶活性存在顯著交互作用，且年際間差異顯著，在幾種耕作方式中，深翻和深松處理顯著提高了土壤微生物量和土壤酶活性，且各耕作方式以Actinobactera、Proteobacteria、Chloroflex、Acidobacteria 等菌門為主，屬水平，以Arthrobacter、Gaiella（蓋氏菌屬）、Blastococcus、Bacillus、RB41、Nocardioides等屬為主。深翻和深松處理顯著提高土壤過氧化氫酶、蔗糖酶、蛋白酶、纖維素酶活性和細菌數(shù)量、微生物量碳、微生物量氮，進而使得Chloroflexi、Firmicutes 和Planctomycetes 等菌門增加，而Nocardioides、Mycobacterium、Ilumatobacter、MND1和Solirubrobacter等在CK 中富集的菌屬卻對生物學指標的變化表現(xiàn)出不敏感。總之，合理的耕作方式能夠通過影響土壤微生物群落組成改善土壤質(zhì)量。