陶龍錦 ，張經(jīng)博 ，董正武 ，馬曉東 ，涂永峰 ，趙冬梅 ，劉隋赟昊

（1.新疆師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆特殊環(huán)境物種保護(hù)與調(diào)控生物實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830054；3.新疆特殊環(huán)境物種多樣性應(yīng)用與調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830054；4.新疆慧爾農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，新疆 昌吉 831100）

棉花是新疆重要的經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用[1]。近年來，南北疆超高產(chǎn)棉田頻繁出現(xiàn)，由于施肥量加大，化肥使用率降低，造成棉田的環(huán)境污染，嚴(yán)重影響我國種植業(yè)的健康發(fā)展。因此，迫切需要新型環(huán)境友好型肥料，提高肥料利用率，降低污染。

緩控釋肥的使用，在減少環(huán)境污染的同時(shí)，還能有效提高肥料利用率，已在棉花研究上得到應(yīng)用[2]。γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是一種可降解的綠色生物大分子材料，來源于微生物發(fā)酵，擁有巨大的開發(fā)潛力，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥、環(huán)保、食品等多個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用[3]。有研究發(fā)現(xiàn)，在蜜柑葉片上噴施5次質(zhì)量濃度為200 mg/L的γ-PGA水溶肥，比不施用單果鮮質(zhì)量提高17.4%，在草莓上施用2次100 mg/L的γ-PGA水溶肥，其產(chǎn)量比對(duì)照提高29.6%[4-5]。采用γ-PGA作增肥劑的茄子，氮磷鉀肥表觀利用率較常規(guī)肥分別提高了17.13～22.77、13.25～18.28、1.94～12.95百分點(diǎn)[6]。γ-PGA與肥料混合施用后，氮肥利用率提高59.0%，磷肥利用率提高5.8%，鉀肥利用率提高17.9%，油菜、小青菜、番茄、玉米等作物施用γ-PGA都能增產(chǎn)節(jié)肥[7]。在蔬菜生長期，γ-PGA的噴施會(huì)顯著增加植株株高、單株質(zhì)量和產(chǎn)量等，同時(shí)也會(huì)對(duì)土壤微生物產(chǎn)生影響[8]。

土壤微生物由于其數(shù)量眾多、種類繁多及其重要的功能，被認(rèn)為是土壤中最活躍、最豐富的生物類群之一[9]。土壤微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)中不可缺少的重要參與者，對(duì)土壤物質(zhì)循環(huán)起著至關(guān)重要的作用[10]。因?yàn)橥寥牢⑸锶簩?duì)環(huán)境條件改變存在著高度敏感，在評(píng)判土壤品質(zhì)與土壤肥力水平的過程中,其種群結(jié)構(gòu)、組成與多樣化都可以成為關(guān)鍵因素[11]。有研究表明,將γ-PGA作為底肥施加于土壤中，可明顯促使根際微生物群落的發(fā)育[12]。在西瓜苗播種前,向基質(zhì)中添加γ-PGA可以顯著提高育苗基質(zhì)微生物的活性[13]。未經(jīng)純化的γ-PGA發(fā)酵液或γ-PGA肥料，能夠大大提高土壤微生物的數(shù)量、多樣性和平衡性[14]。而γ-PGA則可以增強(qiáng)土壤肥力，降低營養(yǎng)損失，并促進(jìn)根區(qū)微生物種群的發(fā)育。這也為γ-PGA調(diào)控作物生長提供了依據(jù)。

本研究使用盆栽試驗(yàn)，探討微粒γ-PGA對(duì)新疆棉花的形態(tài)特征與根際土壤微生物群落的影響，旨在闡明微粒γ-PGA作為肥料增效劑，促進(jìn)養(yǎng)分吸收，提高棉花產(chǎn)量的作用機(jī)理，并為微粒γ-PGA在棉花中的合理使用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022年5月10日在新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市沙依巴克區(qū)的新疆師范大學(xué)昆侖校區(qū)的自然光溫室進(jìn)行，溫室內(nèi)平均氣溫30 ℃，晝夜溫差10 ℃，相對(duì)濕度40%，二氧化碳濃度為532.10 mg/m3，光照充足。供試土壤為壤土，肥力中等，土壤有機(jī)質(zhì)7.5 g/kg，銨態(tài)氮41.2 mg/kg，有效磷18.5 mg/kg，有效鉀115 mg/kg，pH值7.5。

1.2 試驗(yàn)材料

供試棉花品種為新陸早80號(hào)，其生育期117 d，吐絮率在95.6%以上?；蔬x用氮磷鉀復(fù)合肥（NPK為：15-15-15，有效成分45%），γ-PGA選用慧爾聚谷氨酸微粒肥（γ-PGA含量≥10%，N≥5%，P≥1%，K≥1%）。花卉營養(yǎng)土從當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)施肥處理，分別為：P1.4.5 g微粒γ-PGA配施1 g化肥；P2.3 g微粒γ-PGA配施1 g化肥；P3.1.5 g微粒γ-PGA配施1 g化肥；N.1 g化肥；CK.不施肥，為空白對(duì)照。選用75個(gè)花盆（內(nèi)徑18.5 cm、高7.5 cm），每盆裝土1 400 g。每個(gè)處理設(shè)置15個(gè)重復(fù)，每個(gè)花盆栽種3株棉花，5月10日開始育苗，5月25日進(jìn)行第1次施肥管理，6月10日定植，每盆僅保留長勢(shì)最好的1株，并進(jìn)行第2次施肥，每隔14 d進(jìn)行一次施肥管理，總共6次，各處理具體方式如表1所示。

表1 施肥處理Tab.1 Fertilization treatment

1.3.2 棉花農(nóng)藝性狀的測(cè)定 在棉花蕾期（7月5日）、花鈴期（8月5日）、吐絮期（9月5日），每個(gè)處理隨機(jī)選取5株，使用卷尺測(cè)量株高，用游標(biāo)卡尺測(cè)量株徑，并記錄棉花主莖葉數(shù)、果枝數(shù)。

1.3.3 土壤樣品的采集與測(cè)定 在第6次施肥之后，2022年8月10日在每個(gè)處理隨機(jī)選取3株植株，以棉花的根部為圓心，半徑約5 cm，深10 cm，用鏟刀小心地挖掘泥土并去除大土塊，近根的土壤近似看成根際土，并將所收集的土壤樣品均勻置于盤子上，去除樣品中的落葉、砂石等污物,將土樣混勻后再均勻鋪于盤子內(nèi)，組成一四方形。隨后，在該四方形中心畫一條對(duì)角線，將對(duì)角線兩端的土樣分別合并成一個(gè)子樣品。保留一份裝入離心管中作為1個(gè)重復(fù)，另一部分回填，每個(gè)處理各3個(gè)重復(fù)。將離心管帶回實(shí)驗(yàn)室，立即置于-80 ℃凍存，以便后續(xù)進(jìn)行根際微生物DNA的提取工作。9月10日將棉花植株采收后重復(fù)上述操作。

土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定參考《土壤農(nóng)化分析》[15]中的相關(guān)方法進(jìn)行。其中，土壤pH采用pH計(jì)測(cè)定；土壤總有機(jī)質(zhì)（SOC）含量采用重鉻酸鉀-外加熱法測(cè)定；土壤全氮（TN）含量采用凱氏定氮法測(cè)定；土壤全磷（TP）含量采用紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定；土壤全鉀（TK）含量采用火焰光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)定；土壤銨態(tài)氮（AN）含量通過全自動(dòng)流動(dòng)注釋分析儀進(jìn)行測(cè)定；土壤有效磷（AP）含量通過鉬銻比色法進(jìn)行測(cè)定；土壤有效鉀（AK）含量通過火焰原子光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 土壤微生物種類多樣性測(cè)定 使用Power Soil DNA Isolation Kit強(qiáng)力DNA提取試劑盒（Power Mag? Soil DNA Isolation Kit，MO BIO）進(jìn)行微生物總DNA的提取。在進(jìn)行細(xì)菌16S rRNA（V3+V4）區(qū)域的PCR擴(kuò)增時(shí)，使用正向引物5′-AC TCCTACGGGAGGCAGCA-3′；反向引物5′-GGA CTACHVGGGTWTCTAAT-3′[16]。真菌ITS1區(qū)域引物：正向引物5′-CTTGGTCATTTAGAGGA AGTAA-3′；反向引物5′-GCTGCGTTCTTCAT CGATGC-3′[17]。本研究中所有樣品的測(cè)序和生物信息服務(wù)均在北京百邁客生物科技有限公司Illumina NovaSeq測(cè)序平臺(tái)完成。微生物多樣性是基于Illumina NovaSeq測(cè)序平臺(tái)，利用雙末端測(cè)序（Paired-End）的方法，構(gòu)建小片段文庫進(jìn)行測(cè)序。通過對(duì)Reads拼接過濾，聚類或去噪，并進(jìn)行物種注釋及豐度分析，揭示樣品的物種構(gòu)成；進(jìn)一步進(jìn)行α多樣性分析（Alpha Diversity）、β多樣性分析（Beta Diversity）、顯著物種差異分析、相關(guān)性分析、功能預(yù)測(cè)分析等，挖掘樣品之間的差異。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)使用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用SPSS 20.0軟件One-way ANOVA對(duì)棉花株高、莖粗、主莖葉數(shù)、果枝數(shù)分析，使用R 4.0.2對(duì)微生物數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使用Origin 2021繪制細(xì)菌群落豐度圖，使用Vegan 2.5.6進(jìn)行RDA分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 聚谷氨酸配施化肥對(duì)棉花植株生長的影響

由圖1可知，在7、8月P2處理的株高顯著最高，其次為P1、P3處理，在9月P1處理的株高顯著最高，其次為P2、P3處理，N處理和CK的株高在7、8、9月均較低。在7、8月P2、P3處理的莖粗顯著較高，P1、N處理和CK的莖粗較低，在9月P1、P3處理的莖粗顯著較高，其次為P2處理，N處理和CK的莖粗較低。在7、8月P1處理的主莖葉數(shù)最低，其余處理組的主莖葉數(shù)均高于P1處理，在9月P3處理的主莖葉數(shù)顯著最高，其次為P1、P2處理，N處理和CK較低。在7月P1、P2、P3處理的果枝數(shù)顯著較高，CK次之，N處理最低，8月P2、P3處理的果枝數(shù)顯著較高，N處理和CK次之，P1處理最低，9月P3處理的果枝數(shù)顯著最高，P1處理次之，P2、N處理較低，CK最低。

圖1 不同處理對(duì)棉花生長指標(biāo)的影響Fig.1 Effects of different treatments on cotton growth indexes

2.2 聚谷氨酸配施化肥對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

對(duì)盆栽棉花采前和采后的土壤進(jìn)行化學(xué)性質(zhì)測(cè)定，結(jié)果如表2所示。

表2 不同處理下的土壤化學(xué)性質(zhì)Tab.2 Soil chemical properties under different treatments

由表2可知，采前N處理的pH最低，為7.53，其余處理間無顯著差異，采后CK的pH最高，為7.63，P1處理最低，為7.27；采前P1、N處理和CK的土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，分別為44.62、44.26、43.65 g/kg，P2處理最低，為40.75 g/kg，采后N處理和CK的土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，分別為35.34、35.05 g/kg，P1、P2、P3處理較低；采前P1處理和CK的土壤全氮含量較高，分別為1.14、1.12 g/kg，其余處理次之且無顯著差異，采后P1處理的土壤全氮含量最高，為1.78 g/kg，P3處理最低，為1.16 g/kg；采前CK的土壤全磷含量最高，為2.16 g/kg，P3處理最低，為0.47 g/kg，采后CK的土壤全磷含量最高，為1.26 g/kg，N處理最低，為0.84 g/kg；采前P2處理的土壤全鉀含量最高，為9.81 g/kg，N處理最低，為4.02 g/kg，采后P3處理的土壤全鉀含量最高，為10.06 g/kg，N處理最低，為5.23 g/kg；采前P2、P3處理的土壤銨態(tài)氮含量較高，分別為80.37、81.78 mg/kg，N處理最低，為61.27 mg/kg，采后P1處理的土壤銨態(tài)氮含量最高，為246.63 mg/kg，CK最低，為53.06 mg/kg；采前P3處理的土壤有效磷含量最高，為159.57 mg/kg，CK最低，為14.20 mg/kg，采后P2、P3處理的土壤有效磷含量較高，分別為172.86、173.41 mg/kg，CK最低，為39.87 mg/kg；采前N處理的土壤有效鉀含量最高，為90.40 mg/kg，P2處理最低，為52.46 mg/kg，采后P1處理的土壤有效鉀含量最高，為107.22 mg/kg，CK最低，為48.10 mg/kg。

2.3 土壤微生物OTU數(shù)量及微生物群落多樣性分析

由圖2可知，CK的細(xì)菌OTU值在采前和采后均顯著最高，N處理從采前明顯最低提高至CK水平，增加了871，微粒γ-PGA配施化肥的P1、P2、P3處理的細(xì)菌豐富度采前和采后均小于CK，N處理的細(xì)菌豐富度在采后急劇上升，CK無明顯改變，各處理細(xì)菌多樣性變化與豐富度變化基本一致；CK的真菌OTU值在采前明顯最大，采后大幅下降，減少58.67，其余處理的真菌OTU值均較小且在采前和采后差異不大，CK的真菌豐富度在采前明顯最大,P3處理次之，其余處理采前與采后的真菌豐富度差異不大，N處理的真菌多樣性在采前明顯最大，P3處理次之，P1、P2處理和CK的真菌多樣性較低，采后N處理的真菌多樣性大幅下降，P1、P2處理和CK明顯增加，采后P2、P3、N處理和CK的真菌多樣性相似且均高于P1處理。

圖2 不同處理下微生物的OTU值和多樣性指數(shù)Fig.2 OTU values and diversity indexes of microorganism under different treatments

2.4 土壤微生物在門水平上的物種組成變化

從門水平上對(duì)各處理的微生物相對(duì)豐度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果如圖3所示，在所有細(xì)菌種群的門水平分布中，變形菌門（Proteobacteria）占據(jù)比例最高，其次是酸桿菌門（Acidobacteriota）、放線菌門（Actinobacteriota）、芽單胞菌門（Gemmatimonadota）、擬桿菌門（Bacteroidota）、綠彎菌門（Chloroflexi）等。采摘前各配施處理棉花土壤根際細(xì)菌群落與采摘后相比有所差異，變化為：變形菌門的相對(duì)豐度均出現(xiàn)大幅度下降，分別下降4.61、11.66、9.59、19.04、10.36百分點(diǎn)；酸桿菌門在配施有γ-PGA的處理中變化不大，但化肥和清水處理酸桿菌門比例顯著增加，分別增加9.28、6.09百分點(diǎn)；放線菌門在配施γ-PGA的處理中占比增加，分別增加5.28、5.34、5.49百分點(diǎn)，而化肥和清水處理中則基本維持不變；芽單胞菌門在配施有γ-PGA處理中變化不大，但化肥和清水處理中芽單胞菌門比例顯著增加，分別增加4.94、6.99百分點(diǎn)。

圖3 各處理不同時(shí)期下微生物優(yōu)勢(shì)群落門水平分布Fig.3 Horizontal distribution of microbial dominant community phylum under different treatments at different periods

如圖3所示，在真菌群落的門水平分布中，子囊菌門（Ascomycota）占據(jù)比例最高，其次為擔(dān)子菌門（Basidiomycota）、被孢霉門（Mortierellomycota）、壺菌門（Chytridiomycota）和球囊菌門（Glomeromycota）等。采摘前各配施處理棉花土壤根際真菌群落與采摘后相比有所差異，變化為：子囊菌門的相對(duì)豐度在配施γ-PGA處理下的占比大幅度下降，分別下降12.67、30.08、17.08百分點(diǎn)，而化肥和清水處理的下降幅度較?。桓魈幚碇袚?dān)子菌門均有所升高，分別增加10.23、3.49、9.24、7.65、3.31百分點(diǎn)；被孢霉門在各處理中均表現(xiàn)為下降的趨勢(shì)，分別下降13.48、0.25、9.71、0.79、3.99百分點(diǎn)；壺菌門在配施γ-PGA處理中占比大幅度上升，分別增加8.19、6.38、2.11百分點(diǎn)，而化肥和清水處理則基本不變或略微上升。

2.5 根際微生物群落與土壤化學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性分析

采前細(xì)菌群落與土壤化學(xué)性質(zhì)的RDA分析（圖4-A），總解釋率達(dá)87.20%，第1、2排序軸對(duì)土壤細(xì)菌群落變化的解釋率分別為67.79%和19.41%，土壤TP、AP含量與土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性最大，其次是TK、pH，TN、AN、AK和SOC的影響較小，配施γ-PGA的P1、P3處理組相對(duì)距離較近，細(xì)菌群落相似性較高。采后細(xì)菌群落與土壤化學(xué)性質(zhì)的RDA分析（圖4-B），總解釋率達(dá)80.12%，第1、2排序軸對(duì)土壤細(xì)菌群落變化的解釋率分別為68.89%和11.23%，土壤SOC、AN、AP含量與土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性最大，其次是TK、TN、pH、AK，TP的影響較小，單施化肥的N處理組和清水處理的CK組相對(duì)距離較近，細(xì)菌群落相似性較高。采前真菌群落與土壤化學(xué)性質(zhì)RDA分析（圖4-C），總解釋率達(dá)77.09%，第1、2排序軸對(duì)土壤真菌群落變化的解釋率分別為54.68%和22.41%，土壤AK、pH與土壤真菌群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性最大，其次是SOC、TK、TN，TP、AN和AP的影響較小，配施γ-PGA的P1、P3處理組相對(duì)距離較近，真菌群落相似性較高。采后真菌群落與土壤化學(xué)性質(zhì)RDA分析（圖4-D），總解釋率達(dá)77.09%，第1、2排序軸對(duì)土壤真菌群落變化的解釋率分別為33.76%和25.80%，土壤AN、AK、pH與土壤真菌群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性最大，其次是SOC、TP，AP、TN和TK的影響較小，配施γ-PGA的P1、P2處理組相對(duì)距離最近，真菌群落相似性較高。

圖4 土壤微生物群落與土壤化學(xué)性質(zhì)的RDA分析Fig.4 RDA analysis of soil microbial communities and soil chemical properties

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)中，配施微粒γ-PGA處理的棉花在各生育期均優(yōu)于單施化肥和不施肥，其中，配施1.5 g微粒γ-PGA效果最好，在棉花的不同生育期均保持較高的株高、莖粗、主莖葉數(shù)和果枝數(shù)。褚群等[18]在番茄播種前將γ-PGA溶液混入基質(zhì)，其中使用10 kg/m3的處理效果最好，在頂部灌溉中，將γ-PGA融入1 L水溶性肥料溶液中，使用10 g/L的處理效果最好。王潤凡等[4]對(duì)蜜柑葉片進(jìn)行5次γ-PGA水溶肥噴施，結(jié)果顯示，200 mg/L應(yīng)用效果最佳。喻三保等[5]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)草莓進(jìn)行2次100 mL/株的γ-PGA水溶肥處理，其產(chǎn)量較不施用處理增加29.6%。與未施用處理相比，該劑量可使單果鮮質(zhì)量增加17.4%。這表明γ-PGA可以促進(jìn)作物生長發(fā)育，但最佳應(yīng)用劑量會(huì)因植物類型及品種而異。

γ-PGA分子內(nèi)含有羥基和酰胺基等親水基團(tuán)，因此，可以與陽離子礦物養(yǎng)分發(fā)生螯合或吸收再利用，這些功能都可以很有效地避免營養(yǎng)物質(zhì)淋失，從而增加營養(yǎng)物質(zhì)利用率[19-20]；γ-PGA可以增加鈣離子和磷酸根的生物效能，減少銨態(tài)氮流失[21-22]。微粒γ-PGA配施化肥后，土壤的銨態(tài)氮和有效磷含量均明顯提高,而其余養(yǎng)分在采前或采后均高于單施肥料和不施肥。有研究表明，在使用生物菌劑和停止施用后，土壤中全氮、有機(jī)質(zhì)和有效鉀含量的下降程度很大，而全鉀和銨態(tài)氮的含量卻沒有下降，土壤肥力也出現(xiàn)了一定范圍的盈余[23]。本試驗(yàn)中γ-PGA配施化肥的土壤全氮和有效鉀含量在采后大幅上升，其余養(yǎng)分含量變化基本一致。

γ-PGA具有高生物可降解性,能夠同時(shí)為細(xì)菌生長提供碳源和氮源,進(jìn)而影響基質(zhì)細(xì)菌的生物活力與功效發(fā)揮作用[24]。有研究表明，加入γ-PGA可增加土壤微生物數(shù)量和微生物多樣性[22]。彭宇等[25]研究表明，施用氨基酸液體肥較僅施用化肥處理顯著提高了放線菌和細(xì)菌的數(shù)量，抑制了真菌的生長。何宇[26]研究表明，添加γ-PGA可降低根際微生物細(xì)菌豐富度，增加多樣性。本試驗(yàn)中，通過γ-PGA配施化肥降低了細(xì)菌的豐富度與多樣性，降低了真菌的豐富度，但提高了真菌多樣性。土壤中微生物種群組成的改變與土壤pH值、電導(dǎo)率、堿解氮、有效磷含量等諸多因子密切相關(guān)[27-28]，可能是由于γ-PGA引起土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)改變，進(jìn)而改變了土壤微生物的豐富度與多樣性。

土壤微生物是土壤中不可或缺的組成部分，對(duì)于影響土壤的健康評(píng)價(jià)具有關(guān)鍵作用[29]。研究表明，土壤中常見的細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌門主要包括變形菌門、放線菌門、綠彎菌門、酸桿菌門等[30],土壤中常見的真菌優(yōu)勢(shì)菌門主要為擔(dān)子菌門、子囊菌門、被孢菌門和壺菌門[31-32]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢(shì)菌門為變形菌門、放線菌門、酸桿菌門、芽單胞菌門、子囊菌門、擔(dān)子菌門和被孢菌門等，這與上述研究基本一致。變形菌門的大部分成員在固氮中發(fā)揮重要作用[33-34]。本試驗(yàn)中，與單施化肥和清水處理相比，配施γ-PGA的采后土壤中變形菌門的相對(duì)豐度下降程度較低且保持較高水平。研究已證實(shí)，酸桿菌門細(xì)菌屬于寡營養(yǎng)型細(xì)菌,生長緩慢[35-36],通常生活于營養(yǎng)貧瘠的低肥力土壤[37-40]。本試驗(yàn)中，單施化肥和清水處理酸桿菌門的相對(duì)豐度增高，γ-PGA配施化肥的采后土壤中酸桿菌門的相對(duì)豐度基本不變。有研究發(fā)現(xiàn),放線菌門細(xì)菌具有產(chǎn)生多種代謝物及分解難降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的功能,是土壤養(yǎng)分供給的重要來源之一[41]。本試驗(yàn)中，單施化肥和清水處理酸桿菌門的相對(duì)豐度變化不大，γ-PGA配施化肥的采后土壤中酸桿菌門的相對(duì)豐度有所增加。子囊菌門真菌大多為腐生菌,可分解有機(jī)質(zhì),但子囊菌門也包含大量導(dǎo)致植物病害的病原菌[42]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，子囊菌門占主導(dǎo)地位，γ-PGA配施化肥的采后土壤中子囊菌門的相對(duì)豐度變化大幅下降，單施化肥和清水處理下降幅度較小，可能是γ-PGA可抑制病原菌。擔(dān)子菌門真菌具有較強(qiáng)的分解木質(zhì)纖維素的能力,可將植物殘?bào)w的有機(jī)養(yǎng)分礦化為植物可利用的形式,降解植物殘?bào)w[43]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，γ-PGA配施化肥和單施化肥的采后土壤中擔(dān)子菌門的相對(duì)豐度變化大幅上升，清水處理上升幅度較小。隨著作物生長過程中環(huán)境、土壤條件等的變化，微生物的生長會(huì)受到促進(jìn)或抑制[44]。通過施用γ-PGA能夠顯著改變變形菌門、酸桿菌門、放線菌門、子囊菌門和擔(dān)子菌門等相對(duì)豐度，并在棉花采摘后依舊維持某些菌門的高相對(duì)豐度，維持土壤生物活性。

土壤微生物作為根際微生態(tài)系統(tǒng)的主要構(gòu)成，不僅與植物類型有關(guān)，與土壤化學(xué)性質(zhì)同樣緊密聯(lián)系[45]。通過RDA分析結(jié)果得出，棉花根系土壤中全磷、全鉀、有效磷是細(xì)菌群落主要的影響因子，有效鉀、pH、有機(jī)質(zhì)是真菌群落主要的影響因子。土壤中的有效磷與有效鉀都與土壤微生物群落存在著很大關(guān)聯(lián),并成為重要因子影響土壤微生物群落的組成[46]，本研究也證實(shí)了此觀點(diǎn)。本研究還發(fā)現(xiàn)，不同時(shí)期微生物的主要影響因子會(huì)發(fā)生變化，如采前細(xì)菌的主要影響因子全磷，在采后其影響降低，采前真菌的較弱影響因子銨態(tài)氮，在采后其成為主要影響因子。

本研究結(jié)果表明，1.5 g微粒聚谷氨酸配施化肥處理可有效提高棉花的株高、莖粗、主莖葉數(shù)和果枝數(shù)；在棉花生育期施用微粒聚谷氨酸肥可提高土壤有益微生物的相對(duì)豐度，繼而促進(jìn)土壤銨態(tài)氮和有效磷等速效養(yǎng)分的分解，并且在斷絕棉花根系與土壤聯(lián)系后，微粒聚谷氨酸配施化肥的土壤中全鉀、銨態(tài)氮、有效磷和有效鉀含量仍高于單施化肥和不施肥處理；γ-PGA配施化肥雖會(huì)降低細(xì)菌和真菌群落的整體豐富度與多樣性，但使微生物群落種類相對(duì)集中在部分有益菌群上，并且在棉花采摘后依舊能維持較高的相對(duì)豐度，達(dá)到改善土壤質(zhì)量的作用。