摘要：為探究不同施肥處理對盆栽芒果土壤微生物結構和土壤酶活的影響，以盆栽芒果為材料，測定施肥處理后土壤酶活的變化，應用高通量測序技術研究土壤細菌和真菌的多樣性及其群落結構。細菌測序獲得有效序列 4 378 206 條，至少涵蓋細菌47門61綱143目282科761屬；真菌測序合計獲得有效序列4 589 607條，至少涵蓋真菌17門59綱143目329科626屬。主成分分析，結果表明，施肥處理對盆栽芒果真菌的群落結構改變不顯著，施肥處理主要改變了盆栽芒果細菌的群落結構。對細菌多樣性進行分析，結果表明，細菌門水平豐度最高的是變形菌門（Proteobacteria），屬水平分析發(fā)現(xiàn)，施肥處理提高了Rhodanobacter屬的相對豐度；真菌多樣性分析結果表明，施肥處理在真菌門水平提高了子囊菌門（Ascomycota）的相對豐度，降低了被孢霉門（Mortierellomycota）的相對豐度，屬水平提高了鐮刀菌屬（Fusarium）和Trichocomaceae-unidentified的相對豐度，降低了被孢霉菌屬（Mortierella）的相對豐度。施肥后，土壤磷酸酶活性、脲酶活性、過氧化氫酶活性和蔗糖酶活性均有提高，同時施肥處理提高了盆栽芒果的SPAD值。本研究證明了施肥處理改變了盆栽芒果的土壤酶活性、SPAD值、微生物群落結構和多樣性，微生物菌肥的施用可以減少普通復合肥的施用。

關鍵詞：盆栽芒果；微生物；群落結構；施肥處理；高通量測序技術；土壤酶；活性；多樣性；相對豐度

中圖分類號：S667.706" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）24-0220-06

收稿日期：2023-11-16

基金項目：廣西科技計劃（編號：桂AD20238059）；廣西自然科學基金（編號：2020GXNSFAA297250）；廣西百色高新區(qū)引導專項（編號：K-YS-ST-2018-01）；廣東省普通高校重點領域專項（編號：2022ZDZX4098）。

作者簡介：崔學宇（1985—），男，黑龍江七臺河人，博士，助理研究員，主要從事土壤微生物相關研究。E-mail：yaoyuan200452@163.com。

通信作者：黃玉清，博士，教授，主要從事恢復生態(tài)學相關研究。E-mail：hyqcoco@nnnu.edu.cn。

芒果（Mangifera indica）因其具有獨特的風味和豐富的營養(yǎng)而受到消費者的青睞，是種植于熱帶和亞熱帶地區(qū)的重要經濟果樹^［1］。在多年生果樹的種植中，普遍存在著土壤退化的現(xiàn)象^［2］，土壤酶的活性是評估土壤是否健康的重要指標^［3］，在果樹的研究中，SPAD值是估算果樹產量和長勢的重要指標^［4］，合理的栽培管理是土壤保持健康和維持植株正常長勢的重要手段^［5］。微生物是土壤中的重要組分，其群落結構可以靈敏地反映外界環(huán)境的變化^［6］，同時微生物還可以直接或間接地影響果樹健康^［7］，因此對芒果盆栽進行不同的施肥處理，測定施肥處理對土壤酶活、SPAD值以及微生物群落的影響，對芒果的栽培管理有一定的參考價值。

不同施肥處理影響了芒果產量、品質和果園土壤肥力^［8］。芒果園水肥一體化減量施肥的研究表明，該處理在提高了果園肥料利用效率的同時，使得芒果園其他養(yǎng)分和pH值降低，對長期的果樹栽培是不利的^［9］；對不同時期芒果進行虧缺灌溉和施肥處理的研究表明，成熟期的合理灌溉及施肥調控可以得到最高的產量以及最佳的芒果品質^［10］；對百色地區(qū)芒果園施肥調查發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)芒果園應該控制氮肥和磷肥的投入，增加鉀肥的投入^［11］；對芒果園施用不同配比的有機肥和無機肥發(fā)現(xiàn)，合理的施肥配比可以提高芒果的品質和經濟效益^［12-13］；對施肥后芒果園土壤的研究發(fā)現(xiàn)，施肥影響了芒果園土壤養(yǎng)分和土壤酶的活性，對土壤細菌和真菌數(shù)量的影響無顯著差異^［14］。

雖然在芒果中有部分施肥處理的報道，但利用盆栽試驗研究施肥對芒果的影響，以及施肥后盆栽芒果土壤微生物群落結構的變化規(guī)律尚未清晰。本研究利用盆栽芒果為試驗材料，測定了不同施肥處理后土壤酶活性和SPAD值，同時利用高通量測序的方法對土壤細菌和真菌群落進行研究，旨在明確施肥后芒果土壤酶活、SPAD值和微生物群落的變化，為芒果園精準管理提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地點選擇廣西百色高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)芒果種植基地，材料選取株形統(tǒng)一的2年生桂七芒實生苗。復合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%，總養(yǎng)分含量≥45%，品牌鄂中），有機肥（有機質含量≥45%，品牌愛科益生），微生物有機肥（有機質含量≥45%，有效活菌≥2億CFU/g，N、P2O5、K2O含量≥5%，品牌鄂中，有效菌種為枯草芽孢桿菌），微生物菌肥（有效活菌≥2億CFU/mL，為黑液和白液等量混合施用，簡稱黑白液，有效菌種為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌，為復核菌種，品牌金水土）。

1.2 試驗方法

盆栽土壤為百色當?shù)匚词┓释寥澜浕靹蚝笫褂?，具體為有機質含量30.28 g/kg、銨態(tài)氮含量53.23 mg/kg、硝態(tài)氮含量58.76 mg/kg。2022年1月15日進行施肥處理，3個月后取樣進行測試，設置7個施肥處理組，以未施肥組為對照，每組5個重復，處理及分組如下：黑白液（各10 mL）+微生物有機肥400 g+復合肥50 g（A組）、黑白液（各10 mL）+復合肥50 g（B組）、普通有機肥400 g+復合肥50 g（C組）、復合肥50 g（D組）、復合肥75 g（E組）、微生物有機肥400 g+復合肥50 g（F組）、黑白液（各10 mL）+普通有機肥400 g+復合肥50 g（G組）。

ITS和16S測序委托北京諾禾致源科技股份有限公司完成，土壤酶活委托上海酶聯(lián)生物科技有限公司完成。

2 結果與分析

2.1 盆栽芒果土壤微生物群落多樣性分析

40個供試樣本的ITS測序合計獲得4 701 609條原始序列，將低質量的序列過濾后，獲得 4 589 607 條有效序列，有效序列比例為97.62%，合計獲得堿基572 356 747 nt，測序數(shù)據(jù)經比對后，至少涵蓋真菌17門59綱143目329科626屬；16S測序合計獲得4 706 950條原始序列，將低質量的序列過濾后，獲得4 378 206條有效序列，有效序列比例為93.02%，合計獲得堿基1 050 972 744 nt，測序數(shù)據(jù)經比對后，至少涵蓋細菌真菌47門61綱143目282科761屬。各組樣本真菌、細菌群落α多樣性指數(shù)如表1所示。

對所有樣本細菌測序結果進行均一化處理后，各個組別共有的操作分類單元（OTU）為1 941個，各組別特有的OTU數(shù)目如表2所示，其中黑白液+普通有機肥400 g+復合肥50 g組（G）特有的OTU最多；對所有樣本真菌測序結果進行均一化處理后，其中各個組別共有的OTU為122個，各組別特有的OTU數(shù)目如表2所示，與細菌結果類似，其中黑白液+普通有機肥400 g+復合肥50 g組（G）特有的OTU同樣最多。

2.2 不同施肥處理對盆栽芒果優(yōu)勢菌群的影響

2.2.1 對盆栽芒果優(yōu)勢菌群組成結構的影響

主成分分析（principal component analysis，PCA）技術的樣本距離可以表示物種的組成結構，本研究中 PC1和PC2合計解釋了細菌變量的16.44%，真菌變量的15.43%。由圖1可知，不同的施肥處理改變了盆栽芒果細菌的群落結構，不同的施肥處理對盆栽芒果真菌的群落結構改變不顯著。

2.2.2 不同施肥處理后盆栽芒果土壤微生物門分類水平比較

不同施肥處理改變了盆栽芒果土壤細菌的群落結構，選擇weighted Unifrac距離的 UPGMA聚類樹在細菌門水平上對8組處理進行分析，由圖2可知，CK、A、B、G被分為一組，即對照和施用黑白液的處理被分為一組；C、E、D、F被分為一組，對其具體分析發(fā)現(xiàn)相對豐度最高的是變形菌門（Proteobacteria），其次是放線菌門（Actinobacteria），變形菌門在各個組別的相對豐度都超過50%。

選擇weighted Unifrac距離的UPGMA聚類樹在真菌門水平上對8組處理進行分析，由圖3可知，真菌的聚類與細菌不同，CK、C、E、D、F被分為一組，A、B、G被分為一組，即黑白液處理被分為一組。對其具體分析發(fā)現(xiàn)，和對照相比，施肥處理提高了子囊菌門（Ascomycota）的相對豐度，降低了被孢霉門（Mortierellomycota）的相對豐度。

2.2.3 不同施肥處理后盆栽芒果土壤微生物屬分類水平比較

在屬分類水平對盆栽芒果土壤細菌進行分析，本研究的40個樣本至少獲得了763個屬，利用相對豐度前10位的屬比較作圖。由圖4可知，不同施肥處理改變了盆栽芒果細菌的群落結構，與對照相比，各個施肥處理組Rhodanobacter屬的相對豐度均有所提高，Chujaibacter在A處理組相對豐度最高，Pandoraea屬的相對豐度在B組最高。

在屬分類水平對盆栽芒果土壤真菌進行分析，本研究的40個樣本至少獲得了626個屬，利用相對豐度前10位的屬比較作圖。由圖5可知，不同施肥處理改變了盆栽芒果真菌的群落結構，與對照相比，各個施肥處理組鐮刀菌屬（Fusarium）和Trichocomaceae-unidentified的相對豐度均有所提高，被孢霉菌屬（Mortierella）相對豐度均有降低。

2.3 不同處理對盆栽芒果土壤酶活的影響

土壤磷酸酶在土壤中具有催化有機磷礦化為無機磷的作用，該酶活性是評價土壤磷相關微生物功能的重要指標^［15］。由圖6可知，與對照相比，黑白液微生物肥低復合肥混合處理組（A）、微生物肥低復合肥混合處理組（F）明顯提高了土壤磷酸酶活性，其中黑白液微生物肥低復合肥混合處理組（A）土壤磷酸酶活性最高。

土壤脲酶可以催化尿素分解為氨氣和二氧化碳，是土壤代謝的重要動力^［16］，與對照相比，除低復合肥組（D）、低復合肥有機肥（C）混合組外，其他施肥組均顯著提高了土壤脲酶的活性，其中黑白液微生物肥低復合肥混合處理組（A）土壤脲酶活性最高。

植物栽培的過程中，根系會分泌過氧化氫等物質，過氧化氫酶可以消除土壤中的過氧化氫對植物的危害^［17］，黑白液微生物肥低復合肥混合處理組（A）土壤過氧化氫酶活性最高，且與其他組別均有顯著性差異。

土壤蔗糖酶是土壤中非常重要的轉化蔗糖的酶，可以將蔗糖轉化為單糖，土壤蔗糖酶活性可以直接反映土壤有機碳的轉化規(guī)律^［18］，黑白液微生物肥低復合肥混合處理組蔗糖酶活性最高（A）。

2.4 不同處理對盆栽芒果相對葉綠素含量的影響

SPAD值通過反映植物葉綠素的含量，間接反映植物的營養(yǎng)和健康情況^［19］。由圖7可知，施肥處理提高了盆栽芒果的SPAD值，黑白液微生物肥低復合肥混合處理組（A）盆栽芒果的SPAD值最高。

3 討論

施肥處理可以改變土壤微生物的群落結構^［20］。本研究對不同施肥處理下盆栽芒果的土壤微生物進行了測定，對各個組別特有OTU進行分析發(fā)現(xiàn)，其中黑白液+普通有機肥400 g+復合肥50 g組（G）特有的OTU數(shù)均最多，PCA結果表明施肥處理改變了土壤細菌的群落結構。

門水平上對不同處理后細菌和真菌進行聚類分析，細菌門水平聚類發(fā)現(xiàn)，對照和黑白液處理組被劃分到一個類群中，對其分析發(fā)現(xiàn)，施肥處理各組變形菌門（Proteobacteria）豐度均高于對照組，由于變形菌門在土壤中具有提高氮肥利用率的功能^［21］，證明了施肥處理可能提高土壤對氮肥的利用。

真菌門水平聚類發(fā)現(xiàn)，黑白液處理被劃分在一個類群中，對其分析發(fā)現(xiàn)，施肥處理提高了子囊菌門（Ascomycota）的相對豐度，其中黑白液處理后子囊菌門相對豐度提高更多。子囊菌門是土壤中重要的分解者，對土壤中纖維素有較強的分解能力^［22］，因此，黑白液處理有利于盆栽芒果土壤對有機質的礦化。

土壤細菌、真菌、土壤小動物以及植物的根系等構成了一個復雜的整體，土壤酶的活性是土壤生物代謝強度的一個重要反饋^［23-24］。本研究表明，施肥處理土壤的蔗糖酶、磷酸酶、脲酶和過氧化氫酶活性均高于對照，這一結果與前人大量的施肥試驗結果^［25-26］相似，施肥處理提高了主要的土壤酶活性，被研究測試的4組土壤酶活性，均為對照組最低，黑白液微生物肥低復合肥組（A）土壤酶活性最高，證明了黑白液和微生物肥的處理在消除土壤過氧化氫毒害、改良土壤功能上有積極的作用。研究表明，合理的施肥處理可以提高作物的SPAD值^［27］，本研究在芒果中得到了類似的結果，7個施肥處理組的SPAD值均高于對照，黑白液微生物肥低復合肥組（A）SPAD值最高，表明了施肥處理對盆栽芒果的光合有著積極的影響。

近年來，已有大量的關于土壤酶活性、土壤細菌、真菌以及其與產量品質的研究，但芒果作為多年生果樹，有其獨特的生長規(guī)律，利用盆栽研究不同的施肥方式對芒果果樹的影響，在芒果栽培實踐中有重要的參考意義。本研究分析了7種施肥處理后，盆栽芒果細菌、真菌、主要土壤酶活性以及芒果SPAD值的變化趨勢，為科學的芒果園管理提供了積極的參考。

4 結論

（1）不同施肥處理對盆栽芒果細菌群落結構影響較大，黑白液+普通有機肥400 g+復合肥50 g組（A）細菌和真菌特有的OTU最多；（2）施肥處理提高了盆栽芒果的土壤酶活性，黑白菌液處理液（微生物菌肥）、微生物有機肥處理在消除土壤過氧化氫毒害、改良土壤功能上有積極的作用；（3）施肥處理提高了盆栽芒果的SPAD值。

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