雷宏军，肖哲元，张振华，金翠翠，潘红卫，孙克平，席海鹏

水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力及细菌群落的影响

雷宏军1，肖哲元1，张振华2，金翠翠1，潘红卫1，孙克平1，席海鹏1

（1. 华北水利水电大学水利学院，郑州 450046；2. 鲁东大学资源与环境工程学院，烟台 264039）

为揭示水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力、细菌多样性及群落的影响，该研究设置施氮量（225和300 kg/hm2）、通气量（通气比率为15%和0）和灌水量（0.6和0.9倍作物-蒸发皿系数）3因素2水平试验，采用高通量测序等方法研究土壤细菌群落与土壤通气性指标、土壤肥力因子之间的关系。结果表明，低水量常氮氧灌和高水量常氮氧灌条件下，果实膨大期灌水后3 d的土壤溶解氧、土壤呼吸和氧化还原电位分别较不加氧对照组增加16.73%、38.78%、26.04%和18.58%、46.58%、29.09%（<0.05）。低水量低氮氧灌和高水量低氮氧灌条件下，土壤可溶性有机碳、硝态氮含量较不加氧对照组分别增加26.40%、28.22%和19.67%、18.46%（<0.05）；低水量常氮氧灌和高水量常氮氧灌条件下，土壤可溶性有机碳、硝态氮含量较不加氧对照组分别增加20.38%、19.25%和17.49%、17.93%（<0.05）。Shannon、Pielou-e指数表明，加氧处理可显著提高细菌群落多样性和均匀性，而高水量和常氮处理只提高细菌群落均匀性（<0.05）。常氮高水量下，加氧处理的硝化螺旋菌属（硝化作用）和芽孢杆菌属（固氮作用）相对丰度较对照增加24.24%和20.11%，而土微菌属（反硝化作用）相对丰度较对照降低22.66%；加氧低水量下，常氮处理的硝化螺旋菌属和芽孢杆菌属相对丰度较对照增加22.95%和34.12%（<0.05）。高水量低氮和常氮条件下，加氧处理的放线菌门相对丰度较对照增加16.84%和13.37%；高水量常氮条件下，加氧处理的-变形杆菌较对照降低15.75%（<0.05）。土壤呼吸、Eh与Shannon指数、硝态氮含量、硝化螺旋菌属和芽孢杆菌属呈显著正相关，与-变形杆菌呈显著负相关。综上，水氮耦合氧灌能有效改善土壤通气性改变细菌群落结构，提升土壤肥力，为设施蔬菜水肥高效利用提供理论依据。

灌溉；水；土壤；水氮耦合氧灌；土壤肥力；温室辣椒

0 引 言

土壤通气状况是除土壤水分、养分外影响作物生长最主要土壤环境因子之一[1]，良好的通气状况对作物生长发育至关重要。地下滴灌过程灌溉水渗入将土壤空气驱离植物根系常会遭受低氧胁迫，影响根系生长发育[2]，进而降低水分和养分的吸收，造成ATP（Adenosine Triphosphate）的减少和脱落酸堆积，使溶质在细胞膜内的运输受阻造成气孔关闭、影响植物正常的生理功能[3-4]。Li等[5]研究发现，通过向土壤通气有可能改善低氧条件，对甜瓜和番茄的生长均有积极影响，且甜瓜和番茄的干物质量随通气频率的增加而增加。土壤呼吸消耗氧气，由此造成的不同气体含量梯度为驱动力的土壤中气态氧的扩散，伴随着土壤呼吸向大气中释放CO2是土壤通气的主要机制[6]。……