王兵兵， 李光文， 馬 琨， 劉文娟，何亞玲， 姜琴芳， 米 揚(yáng)

（1.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學(xué) 西北土地退化與生態(tài)恢復(fù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，寧夏 銀川 750021）

間套作在資源高效利用、改善土壤肥力、提高作物產(chǎn)量和穩(wěn)定作物生產(chǎn)力等方面具有較大潛力[1]。作為經(jīng)典的間套作種植模式，禾、豆搭配具有提高資源利用率的生物學(xué)基礎(chǔ)。Duchene 等[2]研究認(rèn)為，禾本科與豆科作物間作可以提高作物生產(chǎn)力。禾、豆間套作能夠改善土壤肥力、提高作物產(chǎn)量以及持續(xù)增加年際間的產(chǎn)量效益[3]。在禾豆間套作系統(tǒng)中，禾本科作物通過降低土壤氮素濃度，促進(jìn)豆科作物結(jié)瘤固氮，實(shí)現(xiàn)了在氮素利用上的生態(tài)位分離[1]。Chen 等[4]在玉米||大豆的長(zhǎng)期減氮定位試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，因大豆自身的固氮特性、種間相互作用及間作系統(tǒng)對(duì)有限資源的高效利用，仍能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。此外，禾、豆間作可以改善土壤養(yǎng)分有效性，提高作物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收利用?？梢?，土壤養(yǎng)分是引起土壤微生物群落演替的重要因素，而兩者間的動(dòng)態(tài)變化又影響了植物的生長(zhǎng)發(fā)育，植物的生長(zhǎng)狀況又與土壤性質(zhì)和土壤微生物直接相關(guān)[5]。因此，植物、土壤和微生物之間的相互作用應(yīng)該是影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的主要驅(qū)動(dòng)力。

土壤微生物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)扮演著重要角色，具有維持土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和土壤可持續(xù)生產(chǎn)力的潛能[6]。Li 等[7]認(rèn)為，間套作中作物地下交互作用能夠改善土壤微生物群落組成和土壤微生物主要類群；植物多樣性能增加根際對(duì)土壤微生物的碳輸入，促進(jìn)土壤微生物活性和碳儲(chǔ)量增加[8]；禾、豆間作能改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高土壤質(zhì)量[9]。土壤真菌作為土壤微生物的重要組成部分，其群落組成及多樣性在與植物互作、驅(qū)動(dòng)碳氮循環(huán)和調(diào)節(jié)植物營(yíng)養(yǎng)等方面發(fā)揮著獨(dú)特作用[10—11]。有研究表明，植物多樣性可通過增加土壤全氮提高土壤真菌豐富度[12]。Lian 等[13]發(fā)現(xiàn)，與單作相比，間作改變了土壤真菌群落組成且降低了土壤真菌的Alpha 多樣性。但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，間作系統(tǒng)能夠改變土壤真菌群落的Alpha 和Beta 多樣性，并認(rèn)為這是由作物種間相互作用的差異性和土壤性質(zhì)差異引起的[14]?？梢?，諸多關(guān)于土壤真菌群落、多樣性變化規(guī)律及其與環(huán)境因子間驅(qū)動(dòng)關(guān)系的研究結(jié)果并不完全一致。

本試驗(yàn)通過分析玉米大豆間作下作物生產(chǎn)力、土壤真菌群落組成、多樣性及其與土壤性狀間的相互關(guān)系，揭示間作對(duì)作物生產(chǎn)力以及土壤真菌群落的影響，闡明其驅(qū)動(dòng)因素，以期為協(xié)調(diào)土壤資源高效利用和集約化農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于寧夏同心縣王團(tuán)鎮(zhèn)（105°59′E，36°51′N），海拔1 373 m，年均降水量272.6 mm，年均蒸發(fā)量2 740 mm，年均氣溫8.7 ℃。供試土壤為淡灰鈣土，試驗(yàn)前土壤w（全磷）=0.92 g/kg、w（堿解氮）=26.78 mg/kg、w（速效磷）=20.54 mg/kg、w（速效鉀）=227.61 mg/kg、pH=8.50（水土比為5∶1）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)開始于2019 年4 月，采用單因素隨機(jī)設(shè)計(jì)，3 個(gè)處理，4 次重復(fù)，小區(qū)面積96 m2（4.8 m×20.0 m），小區(qū)間距50 cm。處理1，單作玉米（M），行距60 cm，株距30 cm；處理2，單作大豆（S），行距30 cm，株距15 cm；處理3，玉米||大豆（間作，MS），玉米和大豆均采用條帶種植，其中玉米帶寬120 cm，大豆帶寬60 cm，玉米帶和大豆帶間隔20 cm，帶寬均為1.2 m，玉米、大豆行比為3∶3，行株距與對(duì)應(yīng)單作相同。供試玉米品種為翔玉998，大豆品種為承豆6 號(hào)。玉米、大豆于當(dāng)年4 月中旬同期播種，10 月1 日前后同期收獲。2019 年、2020 年播種前均將磷酸二銨、復(fù)合肥（wN=14%、wP2O5=16%、wK2O=15%）和尿素（w總氮≥46.0%）一次性基施，用量分別為20、20、10 kg/666.7 m2，全生育期不再追肥。以滴灌方式在玉米苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期和開花期各灌水1 次。

1.3 樣品采集及處理

于玉米大喇叭口期、抽雄初期、灌漿期及成熟期等主要生育階段，在每小區(qū)選取3 株長(zhǎng)勢(shì)一致的玉米、大豆植株，在105 ℃殺青30 min，隨后在80 ℃烘干至恒質(zhì)量，用于測(cè)定地上干物質(zhì)積累量。于作物收獲期將小區(qū)全部大豆去莢稱質(zhì)量；在單作玉米和間作玉米中隨機(jī)選取3 行稱質(zhì)量，計(jì)算作物產(chǎn)量。連續(xù)試驗(yàn)2 年后，于作物收獲期（2020 年10 月）采用5點(diǎn)取樣法，采集不同處理0~10、11~20 cm 土層土壤樣品。其中，玉米||大豆從2 種作物條帶的行間采集，每小區(qū)采集相同土層5 份土壤樣品并將其混合均勻，共采集獨(dú)立土壤樣品24 份。部分土壤樣品低溫儲(chǔ)存帶回實(shí)驗(yàn)室，過1 mm 篩，儲(chǔ)存溫度2~8 ℃，用于測(cè)定土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮；一部分儲(chǔ)存在－80 ℃冰箱，用于測(cè)定土壤真菌多樣性；另一部分土壤樣品陰涼風(fēng)干，用于測(cè)定土壤理化性質(zhì)。

1.4 研究方法

1.4.1 土壤理化性狀的測(cè)定 采用元素分析儀（Elementar V MAX）測(cè)定土壤全氮、總碳；土壤全磷、速效磷、堿解氮、速效鉀、含水量的測(cè)定分別采用H2SO4-HClO4消煮-鉬銻抗比色法、NaHCO4浸提-鉬銻抗比色法、堿解擴(kuò)散法、NH4OAc 浸提-火焰光度法、烘干法；利用PHSJ-4F pH 計(jì)（水土比為5∶1）測(cè)定土壤pH[15]；土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的測(cè)定采用1 mol/L KCl 浸提-流動(dòng)注射分析儀（Futura 2）。

1.4.2 土壤樣品的DNA 提取和PCR 擴(kuò)增 采用CTAB 方法提取土壤真菌DNA，使用超微量紫外分光光度計(jì)（Nanodrop，ND-1000，德國）測(cè)定土壤樣品DNA 濃度。土壤真菌擴(kuò)增的正向引物為ITS1-1F-F（5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′），反向引物為ITS1-1F-R（5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′）。PCR 擴(kuò)增參數(shù)：98 ℃預(yù)變性1 min；98 ℃變性10 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，最后72 ℃延伸5 min，循環(huán)30 次。PCR 反應(yīng)體系為30 μL，2×Phusion Master Mix 15 μL，2 μmol/L Prime 3 μL，模板DNA 10 μL，ddH2O 2 μL?；贗llumina NovaSeq 測(cè)序平臺(tái)對(duì)PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行雙末端測(cè)序（Paired-End），委托天津諾禾致源生物信息科技有限公司完成。

1.5 數(shù)據(jù)分析與計(jì)算

1.5.1 數(shù)據(jù)處理 原始下機(jī)數(shù)據(jù)經(jīng)Reads 拼接、Tags 過濾、質(zhì)量控制和去嵌合體后得到有效數(shù)據(jù)。然后基于有效數(shù)據(jù)，利用Uparse 軟件（Version 7.0.1001）將各樣本按97%相似性序列聚類為操作分類單元（operational taxonomic units，OTUs），以其中出現(xiàn)頻率最高的序列作為OTUs 代表序列。利用QIIME軟件（Version 1.9.1）和Unit 數(shù)據(jù)庫（Version 8.2）對(duì)各樣本中OTUs 代表序列進(jìn)行物種注釋，使用QIIME 軟件在界、門、綱、目、科、屬、種各分類水平統(tǒng)計(jì)各樣本的物種組成及其豐度分布。使用MUSCLE軟件（Version 3.8.31）進(jìn)行多序列比對(duì)。使用QIIME軟件進(jìn)行Alpha 多樣性分析；使用R 軟件對(duì)Unweighted 的Unifrac 距離矩陣進(jìn)行NMDS 分析；使用Metastats 的統(tǒng)計(jì)學(xué)算法，對(duì)屬水平各樣本間的物種豐度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較檢驗(yàn)。

1.5.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)整理采用Excel 2010，單因素方差分析的Duncan 多重比較采用SPSS 25.0。利用Origin 2021 和Canoco 5.0 繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米大豆間作對(duì)作物地上干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響

由圖1 可知，隨著作物生育期推移，不同種植方式下玉米地上干物質(zhì)積累量均呈增加趨勢(shì)，間作玉米地上干物質(zhì)積累量均高于對(duì)應(yīng)單作玉米；大豆地上干物質(zhì)積累量卻呈現(xiàn)出先增加后減少的變化趨勢(shì)。與單作大豆相比，2019 年在大豆生長(zhǎng)前期（6 月11 日），間作大豆的地上干物質(zhì)積累量顯著增加了27.87%；在中后期單作大豆地上干物質(zhì)積累量卻高于間作大豆。2019—2020 年，間作下的玉米產(chǎn)量比單作玉米分別高26.10%、30.56%，差異達(dá)顯著水平（P<0.01）；與單作相比，間作大豆產(chǎn)量極顯著降低了54.33%、58.08%。相比2019 年，2020 年單作大豆、間作玉米和單作玉米的產(chǎn)量均有所提高，但年際間差異不顯著。

圖1 玉米||大豆對(duì)作物地上干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

2.2 玉米大豆間作對(duì)不同土層土壤真菌群落組成的影響

土壤真菌參與有機(jī)質(zhì)分解、腐殖質(zhì)合成以及土壤碳氮循環(huán)等[16]。0~10 cm 土層（圖2a），土壤赤霉菌屬（Gibberella）和核瑚菌屬（Typhula）真菌為優(yōu)勢(shì)屬，其相對(duì)豐度所占比例為40.75%~52.53%。與單作玉米相比，玉米||大豆提高了鏈格孢屬（Alternaria）（P=0.692）、光黑殼屬（Preussia）（P=0.063）、未分類（P=0.054）和絲狀菌屬（Titaea）相對(duì)豐度，降低了鐮孢菌屬（Fusarium）和附球霉屬（Epicoccum）等真菌的相對(duì)豐度（圖2a），其中鐮孢菌屬（P=0.242）和附球霉屬（P=0.724）分別降低了61.96%和43.19%；與單作大豆相比，玉米||大豆提高了假雨盤菌屬（Pseudombrophila）（P=0.941）和核瑚菌屬（P=0.372）相對(duì)豐度，但總體上不同處理間的差異不顯著。

圖2 玉米||大豆對(duì)0~10 cm（a）和11~20 cm（b）土層土壤真菌群落組成的影響

11~20 cm 土層中鏈格孢屬、糞銹傘科-未分類（Bolbitiaceae-U）和枝孢屬（Cladosporium）真菌為優(yōu)勢(shì)屬（圖2b），所占比例為34.65%~77.16%。與單作玉米相比，玉米||大豆顯著提高了糞銹傘科-未分類（P=0.043）相對(duì)豐度，降低了鏈格孢屬、枝孢屬和附球霉屬等相對(duì)豐度，其中鏈格孢屬（P=0.001）達(dá)極顯著水平；與單作大豆相比，玉米||大豆系統(tǒng)顯著降低了枝孢屬（P=0.043）相對(duì)豐度。單作和間作種植方式對(duì)11~20 cm 土層其他屬真菌相對(duì)豐度的影響，在不同處理間未達(dá)顯著水平。

赤霉菌屬、鏈格孢屬、假雨盤菌屬、光黑殼屬、附球霉屬和鐮孢菌屬是同一種植方式下不同土層前10 屬中的共有真菌屬；隨土層深度增加，共有真菌屬相對(duì)豐度均有所降低，其中單作玉米中的鏈格孢屬（P=0.033）、單作大豆中的赤霉菌屬（P=0.012）及玉米||大豆系統(tǒng)中的光黑殼屬（P=0.015）達(dá)顯著水平。不同土層屬水平真菌群落組成及其相對(duì)豐度存在差異，說明隨土層深度改變，基于屬水平的土壤真菌群落組成也會(huì)發(fā)生改變。

2.3 玉米大豆間作對(duì)不同土層土壤真菌群落Alpha多樣性的影響

由圖3 可知，3 種處理下土壤0~10 cm 土層真菌多樣性指數(shù)（Shannon 和Simpson）大小依次為S、MS、M，而豐富度指數(shù)（Chao1 和ACE）大小依次為S、M、MS，并且單作大豆Chao1 指數(shù)顯著高于單作玉米。不同種植模式下11~20 cm 土層的多樣性指數(shù)（Shannon 和Simpson）大小依次為M、MS、S，而豐富度指數(shù)（Chao1 和ACE）大小依次為M、S、MS，且單作玉米和單作大豆的Chao1（P＜0.01）和ACE（P＜0.01）指數(shù)極顯著高于玉米||大豆系統(tǒng)。在單作大豆中，隨土層深度增加，多樣性指數(shù)（Shannon 和Simpson）和Chao1 指數(shù)均顯著降低；玉米||大豆處理0~10 cm 土層的ACE 指數(shù)（P＜0.05）顯著高于11~20 cm 土層；單作玉米下不同土層的多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)也存在差異，但未達(dá)顯著水平。

圖3 玉米||大豆對(duì)不同土層土壤真菌群落Alpha多樣性的影響

2.4 玉米大豆間作對(duì)不同土層土壤真菌群落Beta多樣性的影響

非度量多維尺度（NMDS）分析表明，不同種植方式下基于屬水平的土壤真菌群落組成在空間分布上存在一定差異（圖4）。與玉米||大豆相比，單作玉米下土壤真菌群落樣本組內(nèi)差異性較?。辉?~10 cm（圖4a）和11~20 cm（圖4b）土層中，單作玉米與玉米||大豆的空間位置明顯分開。這說明玉米||大豆影響了不同土層深度土壤真菌的群落組成。單作大豆下，土壤真菌群落Beta 多樣性在空間上與單作玉米、玉米||大豆均重疊在一起，空間位置無明顯分異。ANOSIM 相似性分析表明，在0~10 cm 和11~20 cm土層，M 與S 組間均無顯著差異；盡管M 與MS 及S 與MS 的組間差異大于組內(nèi)差異，但組間均未達(dá)顯著水平。

圖4 玉米、大豆單作及間作下0~10 cm（a）和11~20 cm（b）土層真菌群落組成的NMDS 分析

2.5 玉米大豆間作下不同土層土壤真菌群落組成及Alpha 多樣性與土壤理化性狀間的相互關(guān)系

RDA 分析表明，第1、2 排序軸能夠分別在累積變量23.28%、21.85%上揭示0~10 cm 土層土壤理化性狀與土壤真菌群落組成及Alpha 多樣性間的相關(guān)性（圖5a）。利用向前選擇，經(jīng)蒙特卡洛置換檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)栽培2 年后，土壤C/N（P=0.029）和TC（P=0.039）是影響0~10 cm 土層土壤真菌群落組成及Alpha 多樣性的主要因子，解釋率分別達(dá)15.6%和14.5%。土壤真菌鏈格孢屬、附球霉屬、絲狀菌屬、光黑殼屬相對(duì)豐度、Chao1 指數(shù)和多樣性指數(shù)（Shannon 和Simpson）與C/N 呈正相關(guān)，與TC呈負(fù)相關(guān)；假雨盤菌屬、未鑒定類、核瑚菌屬的相對(duì)豐度和ACE 指數(shù)與TC 呈正相關(guān)，與C/N 呈負(fù)相關(guān)。

圖5 玉米、大豆單作及間作下0~10 cm（a）和11~20 cm（b）土層真菌群落組成、Alpha 多樣性與土壤理化性狀間的RDA 分析

通過對(duì)11~20 cm 土層土壤理化性狀與土壤真菌群落組成及Alpha 多樣性間的RDA 分析發(fā)現(xiàn)，第1、2 排序軸能分別在累積變量24.80%、21.30%上揭示11~20 cm 土層土壤理化性狀與土壤真菌群落組成及Alpha 多樣性間的相關(guān)性（圖5b）。AN（P=0.001）是影響11~20 cm 土層土壤真菌群落組成及Alpha 多樣性的主要環(huán)境因子，解釋率為20.5%。AN與赤霉菌屬、光黑殼屬、假雨盤菌屬、枝孢屬、接合地衣屬、鏈格孢屬、附球霉屬的相對(duì)豐度和ACE 指數(shù)呈正相關(guān)，與側(cè)盤菌科-未分類、鐮孢菌屬、糞銹傘科-未分類的相對(duì)豐度、Shannon 指數(shù)、Simpson 指數(shù)及Chao1 指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。此外，不同土層C/N 與ACE 指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與Chao1 指數(shù)、Shannon 指數(shù)和Simpson 指數(shù)呈正相關(guān)，而NO3--N與之相反。

3 討論

3.1 玉米大豆間作對(duì)作物生產(chǎn)力的影響

有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，禾、豆間作既能增強(qiáng)地上復(fù)合群體光截獲及利用能力，也能通過地下種間協(xié)同作用提高土壤養(yǎng)分利用效率[7，17]。試驗(yàn)結(jié)果表明，間作玉米產(chǎn)量顯著高于單作，單作大豆產(chǎn)量極顯著高于間作。Liu[5]等認(rèn)為，玉米與大豆間作優(yōu)勢(shì)是地上、地下相互作用的結(jié)果，這種優(yōu)勢(shì)可能源于土壤性狀的改善和植物有益土壤微生物群落的構(gòu)建。試驗(yàn)中，在作物生育期內(nèi)，玉米、大豆干物質(zhì)積累量呈上升趨勢(shì)；不同生育期內(nèi)間作玉米干物質(zhì)積累量均高于單作玉米；前期間作大豆的生物量高于單作大豆，但生物量在中、后期的變化趨勢(shì)與此相反。有研究表明，玉米大豆套作系統(tǒng)中，玉米和大豆不同時(shí)期干物質(zhì)積累量均呈先快后慢的增加趨勢(shì)[18]；與單作相比，間作玉米和間作大豆均有產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)[19]，這與本試驗(yàn)結(jié)果不完全一致。分析認(rèn)為，玉米大豆間作下，玉米在其拔節(jié)期后比大豆有更強(qiáng)的光截獲能力和更大的生長(zhǎng)空間，從而玉米成為優(yōu)勢(shì)作物；由于玉米對(duì)大豆的遮陽效果會(huì)伴隨其以后的生育階段，這使得間作大豆干物質(zhì)積累量的增加受到抑制，進(jìn)而影響其產(chǎn)量。

Wang[20]等認(rèn)為，玉米||大豆系統(tǒng)中的大豆能為間作系統(tǒng)提供氮源，從而減弱了作物種間對(duì)氮素的競(jìng)爭(zhēng)，利于玉米生長(zhǎng)。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，間作系統(tǒng)中土壤NO3--N 含量顯著低于單作玉米（P＜0.05），且玉米大豆間作中11~20 cm 土層土壤AN 含量比單作玉米降低了32.90%（P＜0.05），分析認(rèn)為，間作下作物的種間相互作用促進(jìn)了植物對(duì)氮素的利用能力。Li 等[21]研究也證實(shí)，間作系統(tǒng)比單作具有更高的養(yǎng)分吸收量，且物種間的需肥特性存在差異，能夠在時(shí)間生態(tài)位上形成互補(bǔ)[22—23]。因此，間作可通過充分利用物種間的協(xié)同作用，促進(jìn)土壤養(yǎng)分吸收，提高間作系統(tǒng)生產(chǎn)力。此外，禾、豆間作系統(tǒng)中玉米根系通過分泌檸檬酸、黃酮類化合物和染料木素[24—25]等物質(zhì)促進(jìn)豆科根瘤菌固氮也可能是一些原因。本研究表明，與單作玉米相比，間作使得11~20 cm 土層土壤AP 含量提高了40.56%（P＜0.05），Wang 等[26]也在玉米大豆間作中發(fā)現(xiàn)，禾、豆間作系統(tǒng)能夠提高土壤中有效磷含量，進(jìn)而改善玉米磷營(yíng)養(yǎng)。分析認(rèn)為，玉米||大豆系統(tǒng)中玉米群體植株較高，對(duì)光熱資源截獲能力強(qiáng)，且玉米、大豆物種間的協(xié)同作用和根生態(tài)位的分離，是土壤養(yǎng)分利用效率和玉米生產(chǎn)力提高的主要原因，高生產(chǎn)力的間作系統(tǒng)必然會(huì)從土壤中帶出更多的土壤養(yǎng)分。但是，Ryan[27]認(rèn)為適宜的作物間作能夠增加產(chǎn)量、作物穩(wěn)定性和土壤肥力。因此，土壤肥力的改善在提高作物產(chǎn)量方面也有積極作用。

3.2 玉米大豆間作對(duì)土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的影響

試驗(yàn)中，玉米大豆間作下不同土層間土壤真菌組成和相對(duì)豐度存在差異。在0~10 cm 土層赤霉菌屬（Gibberella）和核瑚菌屬（Typhula）為優(yōu)勢(shì)屬。在11~20 cm 土層，糞傘科-未分類（Bolbitiaceae-U）、鏈格孢屬（Alternaria）和枝孢屬（Cladosporium）為優(yōu)勢(shì)屬。分析認(rèn)為，不同土層土壤真菌優(yōu)勢(shì)屬間的差異與所處環(huán)境為其提供的碳源種類有關(guān)。Challacombe等[28]證實(shí)，子囊菌門有分解纖維素和其他植物碳水化合物的能力，是驅(qū)動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)的重要參與者；由于間作玉米對(duì)間作大豆的遮陽作用，在生育后期大豆葉片因早衰提前脫落，為表層土壤微生物提供了更豐富的碳源。這可能就是其對(duì)應(yīng)分類水平下土壤真菌以較高豐度存在于表層土壤的原因。試驗(yàn)中，玉米||大豆系統(tǒng)中作物物種間的根系結(jié)構(gòu)和空間分布差異以及間作系統(tǒng)引起的根系分泌物和土壤性質(zhì)的變化，可能就是引起不同土層土壤真菌群落組成優(yōu)勢(shì)屬出現(xiàn)差異的主要原因。此外，與單作玉米相比，間作系統(tǒng)能夠顯著提高糞銹傘科-未分類（P=0.043）相對(duì)豐度，降低赤霉菌屬、鐮孢菌屬和核瑚菌屬等病原菌的相對(duì)豐度。作物收獲期，土壤主要真菌類群中含有較多的病原菌，這可能是由于玉米||大豆系統(tǒng)中大豆早衰及玉米代謝減緩引起的，要揭示其具體原因還有待進(jìn)一步分析間作下不同作物生育時(shí)期根系分泌物組成和土壤真菌群落組成。

Eisenhauer[29]研究發(fā)現(xiàn)，植物多樣性是決定土壤微生物多樣性的關(guān)鍵因素，并且土壤微生物多樣性隨植物多樣性的增加而增加。但本試驗(yàn)中，與單作玉米相比，間作系統(tǒng)提高了0~10 cm 土層的Shannon 指數(shù)和Simpson 指數(shù)，而降低了11~20 cm 土層真菌多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)，其中豐富度指數(shù)（Chao1 和ACE）（P＜0.01）達(dá)極顯著水平。在玉米大豆間作下，隨土層深度增加，ACE 指數(shù)顯著降低；在單作大豆下， 隨土層深度增加， 多樣性指數(shù)（Shannon 和Simpson）和Chao1 指數(shù)顯著降低。植物根系分泌物因根系生態(tài)位和發(fā)育階段而異，且根系分泌物可以改變根周圍的土壤性質(zhì)和土壤微生物群落組成[30—32]。

Zheng[33]證實(shí)，土壤微生物易受環(huán)境干擾，其群落結(jié)構(gòu)的改變會(huì)影響土壤碳氮循環(huán)及其他養(yǎng)分的有效性，進(jìn)而調(diào)控植物營(yíng)養(yǎng)供給。本試驗(yàn)中，TC、C/N 和AN 是驅(qū)動(dòng)土壤真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的主要土壤因子，這與前人研究結(jié)果一致[34]。此外，Li 等[35]發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)碳的化學(xué)組分與土壤真菌群落組成密切相關(guān)，且土壤有機(jī)碳組分含量的差異是改變不同土層土壤真菌群落組成的主要原因，Li 等還發(fā)現(xiàn)土壤真菌群落組成和有機(jī)碳組分在表層土壤中更敏感。本試驗(yàn)中連續(xù)2 年的間作與單作栽培對(duì)土壤TC、C/N并未產(chǎn)生顯著影響。分析認(rèn)為，單作玉米、單作大豆枯落物及間作系統(tǒng)中因玉米遮陽作用而早衰脫落的大豆葉片能為土壤真菌提供豐富碳源，但枯落物的種類、性質(zhì)及作物種間交互作用均會(huì)影響土壤中碳源存在的形態(tài)?？梢?，不同單作和間作下土壤碳源的變化及差異有可能是引起土壤真菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性變化的原因。Zhang 等[36]也證實(shí)，間作系統(tǒng)能夠顯著提高苜蓿根際土壤TN、TC、AN 和AK 含量，改善土壤真菌多樣性和豐富度。此外，也有研究指出，土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷和有效氮含量是影響土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的主要因素[37]。由此可知，種植方式引起的土壤理化性狀的變化，可能是驅(qū)動(dòng)土壤真菌群落組成及其多樣性變化的另一重要因素。

4 結(jié)論

玉米大豆間作提高了玉米產(chǎn)量而降低了大豆產(chǎn)量。與單作玉米相比，玉米大豆間作能夠降低土壤赤霉菌屬、鐮孢菌屬和核瑚菌屬等病原菌的相對(duì)豐度，顯著提高11~20 cm 土層糞銹傘科-未分類真菌的相對(duì)豐度而極顯著降低鏈格孢屬相對(duì)豐度。土壤TC和C/N 是驅(qū)動(dòng)0~10 cm 土層土壤真菌群落組成和Alpha 多樣性變化的主要土壤因子，而在11~20 cm土層土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的改變主要是由土壤AN差異引起的。