促生菌对土壤养分、酶活性及细菌群落功能多样性的影响

韦江璐 覃英 谢显秋 陈教云 董登峰 邢永秀 李杨瑞

摘要：【目的】探讨植物促生菌对土壤理化特性及细菌群落功能多样性的影响，为高效微生物菌肥的制备及应用提供参考依据。【方法】选用5株对植物生长有促进作用的菌株（PAL5、CA1、CN11、DX120E和WZS021），将菌株分别接种至灭菌土壤（以不接种为对照），通过测定土壤pH、氮磷钾养分含量及土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性，评价不同促生菌株对土壤肥力的影响;同时运用Biolog测定方法对土壤中的细菌群落功能多样性进行探究。【结果】促生菌处理可显著提高土壤pH及土壤速效和缓效养分含量（P<0.05，下同），同时可促使土壤无机磷向可溶性磷转化，显著降低无机磷含量;促生菌处理的土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性也显著高于对照，其中，CN11处理的碱性磷酸酶活性是对照的3.64倍，DX120E处理的过氧化氢酶和脲酶活性分别是对照的2.34和4.52倍。Biolog测定结果显示，接种促生菌可提高细菌总代谢活性，其中CN11处理的微生物活性最高。各菌株处理后，土壤细菌群落物种丰富度指数、优势度指数和均匀度指数均显著高于对照;主成分分析结果表明，接种促生菌可調控土壤细菌群落功能多样性及土壤细菌群落结构，其中CN11和DX120E处理的土壤微生物碳源代谢能力较强。【结论】施用促生菌可不同程度地提高土壤养分及土壤酶活性，调控土壤细菌群落结构。CN11和DX120E处理在土壤养分的活化及提高土壤酶活性和细菌群落多样性等方面效果较佳。

关键词： 促生菌;土壤养分;土壤酶活性;细菌群落结构

中图分类号：S154.3                            文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2020）10-2348-10

Effects of growth-promoting bacteria on soil nutrient，enzyme activity and bacterial community function diversity

WEI Jiang-lu1 ， QIN Ying1 ， XIE Xian-qiu1， CHEN Jiao-yun1， DONG Deng-feng1 ，

XING Yong-xiu1*， LI Yang-rui1，2*

（1College of Agriculture， Guangxi University， Nanning  530004， China; 2Sugarcane Research Institute，Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Sugarcane Research Center，Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key

Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement（Guangxi）， Ministry of Agriculture and

Rural Affairs/Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement， Nanning  530007， China）

Abstract：【Objective】In order to develop and utilize microbial agent with the greatest advantage，the effect of five plant growth-promoting bacteria（PGPR） on soil physicaland chemical characteristics and bacterial community function diversity was analyzed. 【Method】Selected five strains（PAL5，CA1，CN11，DX120E and WZS021）that were known to promote plant growth， then inoculated the strains to the sterilized soil（without inoculation was as control）. The effect of the strains on soil fertility was evaluated by the soil pH，contents of nitrogen， phosphorus and potassium， activities of alkaline phosphatase，catalase and urease. The functional diversity of bacterial communities in the soil was investigated by Biolog analysis. 【Result】The results showed that PGPR could significantly increase the soil pH，available nutrients and the slow-acting nutrients（P<0.05， the same below），respectively. At the same time， it could promote the conversion of soil inorganic phosphorus to soluble phosphorus， and significantly reduce the content of inorganic phosphorus. The activity of alkaline phosphatase，catalase and urease in soil treated by PGPR were significantly higher than that of control. The activity of alkaline phosphatase in CN11 treatment was as 3.64 times as that of the control，and the catalase and urease activities of DX120E treatment were as 2.34 times and 4.52 times as those of the control， respectively. The results of Biolog showed that PGPR could increase the total metabolic activity of bacteria，and CN11 treatment had the highest microbial activity. After each strain treatment，the abundance index，dominance indexand substrate evennessof soil bacterial community were significantly higher than those of the control. Principal component analysis（PCA） showed that inoculating PGPR could regulate the functional diversity of soil bacterial communities and regulate the structure of soil bacterial communities，in which the metabolic capacity of bacterial carbon source treated with CN11 treatment and DX120E treatment was strong. 【Conclusion】PGPR can increase the content of soil nutrients and soil enzyme activities at different extents， and regulate the bacterial community structure. CN11 treatment and DX120E treatment have fine effects in activation of soil nutrients， improvement of soil enzyme activity and microbial community diversity.

Key words： plant growth-promoting bacteria; soil nutrient; soil enzyme activity; soil bacterial community structure

Foundation item： National Natural Science Foundation of China （31560352， 31360293， 31471449）; Guangxi Science and Technology Base and Talent Special Project （Guike AD17195100）

0 引言

【研究意义】随着人们对农业可持续发展的重视，减少化肥施用，运用微生物菌劑部分代替化肥已逐渐成为研究热点。促生菌是指生存在植物根圈范围内，对植物生长有促进或对病原菌有拮抗作用的有益细菌。促生菌既能通过分泌生长素、解钾溶磷及生物固氮等直接对植物生长发挥促生作用，也可通过活跃土壤微生物生态系统而间接促进植物生长。近年来，从植物或土壤中分离出促生菌后，其研究重点是探讨菌株对植物生长或抗逆等的影响（Song et al.，2015;张佼等，2019），而关于施用菌株对土壤生态影响的研究较少。作物生长的重要前提是具备良好的土壤环境，在土壤生态系统中，土壤微生物是极重要的组成部分，既是生态系统的分解者，又是物质循环和能量流的载体（高雪峰等，2017）。土壤生态系统的结构和功能与微生物群落多样性密切相关，微生物群落多样性能很好地反映土壤受到的胁迫或土壤生态机制发生的变化，在保持土壤生态平衡及维持土壤肥力中发挥重要作用（Jacobsen and Hjelms，2014）。因此，探究施用促生菌对土壤养分转化及微生物群落结构变化的影响，对于菌剂的开发应用及化肥的减施具有重要意义。【前人研究进展】促生菌作为菌剂施用到土壤后，不仅可通过在植物中定植而对植物产生促进作用，还可通过改善土壤肥力及土壤微生物群落而间接促进植物生长（张宇冲等，2019）。李静等（2018）从植物根际筛选促生菌后进行促生特性测定，并通过盆栽试验验证其对植物生长有利。顾彩彩（2018）研究表明，固氮细菌DX120E能在不同甘蔗品种中定殖并对甘蔗生长起促进作用。朱舒亮等（2018）研究显示，植物根际促生菌菌肥在代谢过程中可分泌有机酸，从而活化土壤中的难溶性钾。韩丽珍等（2019）通过探究植物与促生菌的关系、土壤营养及土壤微生物类群和功能的变化，发现接种促生菌不仅能改善土壤微生物群落，还可提高作物产量。胡亚杰等（2019）研究发现，植烟土壤施用枯草芽孢杆菌后，其速效养分含量及土壤脲酶和过氧化氢酶活性均高于对照。【本研究切入点】本课题组前期研究发现，促生菌株CA1（Bacillus mycoides）、CN11（Pseudomonas entomophila）、DX120E（klebsiellasp.）、WZS021（Streptomyces chartreusi）和PAL5（Gluconacetobacter diazotrophicus）均具有固氮酶活性，且对甘蔗有促进生长、提高生物量的作用（魏春燕，2016;李海碧，2017;Wang et al.，2017），在甘蔗生产上具有良好的应用潜力。但关于菌株施入土壤后对土壤养分及土壤微生物群落结构变化的影响尚不明确。【拟解决的关键问题】在前期研究的基础上，探讨5种菌株对土壤主要养分含量和土壤酶活性的影响，同时采用Biolog方法评价土壤微生物群落的变化，探寻其对土壤养分特性和土壤微生态的影响，以期为高效微生物菌肥制备及应用提供参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试菌株为本课题组保存的固氮菌株PAL5及分离出的4株固氮菌（已证实具有高固氮酶活性，可溶解无机磷及分泌生长素和铁载体），4株固氮菌分别为芽孢杆菌CA1、假单胞菌CN11、克雷伯氏菌DX120E和链霉菌WZS021。

供试土壤取自广西大学甘蔗研究所试验大田，土壤进行蒸汽灭菌处理，主要理化性质：pH 6.7、全氮0.82 g/kg、水解氮47.7 mg/kg、全磷0.90 g/kg、有效磷22.0 mg/kg、全钾7.10 g/kg、速效钾47.0 mg/kg。

1. 2 试验方法

菌株活化及培养：从-80 ℃超低温冰箱中取出菌株，在固体培养基中进行活化;然后接种到50 mL液体培养基中，摇床[（28±1）℃，60 r/min]培养3 d，获得菌悬液备用。培养基：蒸馏水1000 mL，葡萄糖10.0 g，CaSO4·7H2O 0.2 g，MgSO4·7H2O 0.2 g，KH2PO4 0.2 g，CaCO3 5.0 g，NaCl 0.2 g，琼脂20.0 g，pH 7.0～7.2。测定磷相关项目时，KCl代替KH2PO4;测定钾相关项目时，NaH2PO4代替KH2PO4。

参考张亮等（2013）的方法并略作修改，具体步骤如下：（1）将土壤磨细过100目筛，取2.00 g放入开口直径为1 cm的塑料管中部，塑料管两端塞入玻璃纤维，再用微孔滤膜（孔径0.22 μm）密封，120 ℃蒸汽灭菌;（2）于500 mL三角瓶中加入100 mL供试培养基，（121±1）℃蒸汽灭菌30 min，冷却;（3）取步骤（2）中的三角瓶，在三角瓶中加入步骤（1）中已加土样的灭菌塑料管3个，同时在三角瓶中接入2 mL菌悬液，对照（CK）为不接种的液体培养基，每处理重复3次。摇瓶[（28±1）℃，60 r/min]培养7 d，待测相关指标。

1. 3 测定项目及方法

1. 3. 1 土壤理化性质测定 土壤理化性质指标测定参照鲍士旦（1999）的方法：（1）土壤pH采用pH酸度计电位法（质量比水∶土=1∶1）测定;（2）土壤氮元素测定：土壤硝态氮和铵态氮含量采用KCl浸提—流动分析仪测定，土壤碱解氮含量采用碱解扩散法测定;（3）土壤钾元素测定：速效钾含量采用火焰光度法测定;缓效钾含量以1 mol/L热硝酸浸提，以火焰光度计测定酸溶性钾含量，酸溶性钾与速效钾的差值即为缓效钾含量;（4）土壤磷元素测定：从塑料管中取出土壤，风干后用Olsen法测定土壤有效磷含量;土壤无机磷组分测定采用张守敬和Jaekson的方法（鲍士旦，1999），0.5 mol/L NH4F浸提Al-P，0.1 mol/L NaOH浸提Fe-P，0.3 mol/L柠檬酸钠+1.0 g Na2S2O4+0.5 mol/L NaOH浸提闭蓄态磷（O-P），0.5 mol/L（1/2 H2SO4）浸提Ca-P。

1. 3. 2 土壤酶活性测定 过氧化氢酶活性采用过氧化氢酶试剂盒（苏州格锐思生物科技有限公司）测定;脲酶活性以靛酚比色法测定;碱性磷酸酶活性采用碱性磷酸酶试剂盒（苏州格锐思生物科技有限公司）测定。

1. 3. 3 Biolog测定 采用Biolog微平板作为微生物研究载体，Biolog-ECO板的31种单一碳源可分为六大类：氨基酸类、脂类、醇类、胺类、酸类和糖类。根据土壤微生物利用不同碳源的数据汇总结果，分析土壤微生物利用不同碳源的利用情况（陈胜男，2012）。

Biolog测定是基于Garland和Mills（1991）的方法并稍作变动，具体步骤参照倪国荣（2013）的研究方法。参照肖春萍（2015）的方法，采用 ECO板培养96 h的数据计算物种丰富度指数（H′）、优势度指数（Ds）、均匀度指数（E）和平均颜色变化率（AWCD）。

1. 4 统计分析

利用Excel 2003及DPS 7.05进行数据处理和统计分析。土壤理化性质及酶活性采用最小显著极差法（LSD）进行差异显著性检验;采用单因素方差分析对土壤微生物多样性指数进行分析，选取平均颜色变化率（96 h）数据对微生物利用单一碳源能力进行主成分分析。

2 结果与分析

2. 1 不同菌株处理对土壤理化性质的影响

由图1可看出，菌株处理后的土壤pH较CK均显著升高（P<0.05，下同），其中WZS021处理的pH最高，较CK的pH升高17.91%（图1-A），说明接种菌剂对土壤酸化有一定的缓解作用;所有接菌处理的土壤硝态氮、铵态氮和碱解氮含量较CK均显著提高，且硝态氮、铵态氮和碱解氮含量均以PAL5处理最高，分别达25.78、8.35和85.10 mg/kg（图1-B、图1-C和图1-D）。

由图2可看出，各接菌处理可显著提高土壤钾元素水平，其中速效钾含量以DX120E处理最高，为213.00 mg/kg，是CK的4.53倍（图2-A）;缓效钾含量以CA1处理最高，是CK的2.21倍（图2-B）。接菌处理显著提高土壤的速效磷含量，各处理速效磷含量排序为DX120E>PAL5>CN11>CA1>WZS021>CK，其中DX120E的速效磷含量比CK高173%（图2-C）。此外，由表1可知，接菌处理的土壤无机磷含量均低于CK，表明接菌处理后，土壤中难溶形态的无机磷得以分解转化，有利于土壤中有效形态磷元素的增加。其中，DX120E和WZS021处理的总无机磷含量降低最显著，分别较CK显著降低38.22%和38.14%。在不同形态的无机磷中，CA1、DX120E和WZS021处理以Fe-P的减少为主，CN11处理以Al-P的减少为主，PAL5处理以Al-P和Fe-P的减少为主（图3）。

2. 2 不同菌株处理对土壤酶活性的影响

由图4可看出，接种菌株后土壤的过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性均显著高于CK。各处理过氧化氢酶活性排序为DX120E>CN11>PAL5>CA1>WZS021>CK，碱性磷酸酶活性排序为CN11>WZS021>PAL5>DX120E>CA1>CK，脲酶活性排序为DX120E>PAL5>CN11>CA1>WZS021>CK。其中，CN11处理的碱性磷酸酶活性是CK的3.64倍，DX120E处理的过氧化氢酶和脲酶活性分别是CK的2.34和4.52倍。

2. 3 不同菌株处理对土壤细菌群落功能多样性的影响

由图5可看出，接种菌株的前24 h，土壤样品中细菌群落的AWCD无明显变化，说明土壤细菌群落还未适应Biolog生物微板基质环境;24 h后逐渐适应环境，慢慢进入对数生长期，AWCD快速增长，土壤细菌数量迅速增加;144 h后细菌增长变缓进入平台期。其中，菌株CN11细菌活性最强，活动最旺盛;CK和PAL5处理中的细菌活性较低，接菌处理土壤中细菌代谢总活性变化高于CK，且CN11处理土壤细菌群落利用碳源的能力较其他处理明显增强。基于培养96 h的数据，计算各处理土壤细菌多样性指数，结果（表2）表明，6个处理的物种丰富度指数（H'）排序为CN11>WZS021>DX120E>PAL5>CA1>CK，且接种促生菌处理的物种丰富度指数均显著高于CK，其中CN11处理的细菌群落复杂程度最高，说明CN11处理使土壤细菌群落结构变化最明显;细菌群落优势度指数（Ds）在各接菌处理间无显著差异（P>0.05），但各接菌处理均显著高于CK，较CK提高17.33%～26.67%，其中CN11和WZS021处理的细菌群落优势度指数较高，说明这2个处理土壤细菌群落中常见的微生物物种较多，群落多样性较好;均匀度指数（E）排序为CN11>WZS021=DX120E>PAL5>CA1>CK，接种处理的均匀度指数较CK提高52.27%～109.09%，CN11处理的细菌群落分布及物种间个体分布最均匀。

2. 4 不同菌株处理对土壤细菌群落六大类碳源代谢的影响

土壤细菌对Biolog-ECO板中31种碳源的利用可反映细菌的代谢功能类群。从图6可看出，接种不同固氮菌对碳源的优先利用类型和利用程度存在明显差异，酸类代谢群为各处理的最弱碳代谢群落。相对于其他处理，CN11处理土壤中优势细菌群落结构主要为糖类、脂类、醇类及氨基酸类代谢群;CA1处理对胺类的代谢能力相对较高;PAL5处理对六大类碳源的代谢能力弱于其他处理;WZS021和CN11处理对糖类的代谢能力较强。

2. 5 土壤细菌群落功能多样性的主成分分析结果

基于ECO板培养96 h的AWCD数据，对土壤细菌利用单一碳源能力进行主成分分析，结果（表3）表明，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的贡献率分别为39.445%和22.534%，二者可解释总变异的61.979%。同时由图7可看出，CK和PAL5集中在PC1轴正方向与PC2轴的负方向上，主要分布在第三象限，二者的细菌碳源代谢能力较接近;CN11和DX120E集中在PC1轴正方向与PC2轴的向方向上，主要分布在第四象限;WZS021主要分布在第一象限;CN11、DX120E和WZS021集中在PC1軸的正方向，这3个处理的细菌碳源代谢能力较接近，其中CN11和DX120E处理对碳源底物的利用能力更接近;CA1主要分布在第二象限，与其他处理的细菌碳源代谢能力差异明显。

从表4可看出，有12种碳源对PC1贡献较大，其中糖类占33.33%，醇类、酸类和氨基酸类各占16.67%，说明影响PC1的碳源主要为糖类;有14种碳源对PC2贡献较大，其中糖类和氨基酸类各占28.57%，说明糖类和氨基酸类为影响PC2的主要碳源。

3 讨论

3. 1 接种促生菌对土壤理化性质的影响

本研究表明，施用菌剂能改善土壤酸化，显著提高土壤肥力，增加土壤速效养分含量，促使植物可吸收利用的养分在土壤中累积。土壤生态环境中，土壤矿化和有机质分解及土壤养分的释放、固定和迁移与土壤pH密切相关，适宜的土壤pH才能最大程度地促使土壤养分释放和有机质分解。盐碱地土壤在接种菌剂后，因菌剂可分泌有机酸等酸性物质致使土壤pH下降（高鹏等，2018），而酸性土壤接种菌剂后能在一定程度上缓解土壤酸化情况（郑琳，2018）。本研究中，不同菌株处理土壤后，土壤pH均有不同程度的提高，表明促生菌可有效改善土壤的酸化状况，其原因可能是供试土壤长期施用化肥导致土壤偏酸性，而接种促生菌后，促生菌为了自身繁殖，能促使土壤pH向中性偏碱转化，中性略偏碱的土壤环境尤其利于芽孢杆菌和链霉菌更好的定殖，与曹恩珲等（2011）在复合菌剂对盆栽番茄土壤理化性质影响研究中的结果一致，但菌剂对土壤酸碱度的具体影响机理有待进一步探究。

在自然界中，氮元素主要以气态氮、有机含氮物、氨盐、硝酸盐和亚硝酸盐等形式存在。含量最丰富的氮元素库为气态氮，但只有固氮微生物如巴氏梭菌（Clostridium paspasteurianum）、克雷伯氏菌属（Klebsiella）才能对气态氮进行有效利用（周移国等，2013）。本研究结果表明，接种促生菌土壤的氮素水平显著提高。典型固氮菌株PAL5对氮素的提高优势最显著，克雷伯氏菌DX120E和假单胞菌CN11对氮素的提高作用也相对较强，可能是这3个菌株的固氮酶活性较强，能很好的固定气态氮，且适应土壤环境后能较好地繁殖，通过提高土壤中固氮菌的数量，分解土壤中的硝酸盐和亚硝酸盐等，从而增加土壤氮素水平。

磷元素和钾元素的吸收与利用主要依靠微生物溶解土壤中的难溶磷化物，而菌株溶磷解钾的原理有相似之处，多数研究认为菌株分泌有机酸从而活化土壤磷元素和钾元素，但分泌有机酸并不是唯一途径，对于溶磷细菌来说，目前所知的溶磷机理有3种：一是分泌有机酸，降低土壤pH，使难溶性无机磷盐溶解;二是释放质子，植物呼吸作用或以铵态氮为氮源时释放出的H+离子造成;三是溶磷微生物通过螯合作用与难溶性无机磷盐中的钙、铝等螯合，从而活化难溶性磷（刘之广，2014）。关于解钾菌的初期研究表明，分泌有机酸活化难溶性钾是菌株活化钾元素的主要途径，但深入研究表明，解钾菌发挥作用不可能是某种单一作用，而是通过络合作用来共同实现的，如生成有机酸、氨基酸及氨基酸的芙膜多糖等（谷付旗等，2013）。本研究中，速效磷和速效钾含量最高的均为DX120E处理，虽然菌株溶磷解钾的原理有相似之处，均偏向于产生有机酸来活化难溶物质，但不同微生物分泌有机酸的条件存在差异，本研究中的土壤pH环境不适宜，故猜测其溶磷解钾的机制可能是通过释放质子及螯合作用溶解难溶性磷，并通过络合作用来活化难溶性钾。土壤中含钾丰富的钾硅酸矿物盐只有在微生物代谢作用下才能被植物有效利用，因此利用微生物降解矿物钾就显得十分重要。吕睿等（2016）为解决土壤钾不足的问题，以胶质芽孢杆菌为菌种制成微生物菌剂，发现该菌剂能有效为土壤供应钾元素。本研究中芽孢杆菌CA1处理的缓效钾含量最高，可能是其与胶质芽孢杆菌的菌属相似，但具体的作用机制尚不明确。

3. 2 接种促生菌对土壤酶活性的影响

土壤酶活性是评价土壤肥力的重要指标。本研究发现，施用促生菌后，土壤中过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性均显著提高，与毛晓洁等（2017）的研究结果相符。李凤霞等（2012）研究发现，过氧化氢酶活性与速效钾含量呈显著正相关，且随着土壤碱化程度的加剧，土壤过氧化氢酶活性均呈逐渐降低趋势，过氧化氢酶与土壤氧化还原状况密切相关，土壤pH与过氧化氢酶活性呈负相关。本研究中，DX120E处理中速效钾含量最高，且pH比其他处理低，但DX120E处理的过氧化氢酶活性显著高于其他处理，与李凤霞等（2012）的研究结果相似，表明速效钾含量与过氧化氢酶活性呈正相关，土壤pH越低，过氧化氢酶活性越高。

脲酶主要来源于植物和微生物，其活性通常与速效钾含量、速效磷含量呈正相关，且脲酶参与土壤有机氮的分解转化过程，可在一定水平上反映土壤的供氮能力（李凤霞等，2012;杨翠萍和马勇刚，2018）。本研究中，PAL5、CN11和DX120E处理的土壤脲酶活性较高，同时这3个处理的土壤氮素转化也高于其他处理，说明脲酶与氮素循环相关，且DX120E处理的速效钾和速效磷含量最高，其脲酶活性也最高，与李凤霞等（2012）、杨翠萍和马勇刚（2018）的研究结果相符。

碱性磷酸酶与土壤磷素循环有关，在土壤磷酸酶的酶促作用下，土壤中的难溶性磷才能转化为可利用的形态。本研究中，CN11处理的碱性磷酸酶活性显著高于其他处理，但其速效磷含量并不是最高，可能是CN11处理的磷元素储蓄量不够，反馈调节使得CN11处理的碱性磷酸酶活性较高。

可见，不同菌株对不同酶活性的影响效果存在差异，但总体上来说，各接菌处理均不同程度地提高了土壤酶活性，可能是由于接种促生菌后，土壤微生物环境改善，土壤中有益的细菌被激活，促使其释放更多的胞外酶。

3. 3 接种促生菌对土壤细菌群落多样性的影响

大田条件下施加固氮菌可显著提高根际细菌群落碳源利用的功能多样性（Chen et al.，2011）;盆栽条件下接种固氮菌可提高细菌总代谢活性，改变根际细菌群落功能多样性特征，对根际土壤酶活性和微生物群落多样性影响显著（陈胜男，2012）。施用菌剂可通过提高土壤微生物功能多样性及土壤微生物群落均匀度而提高土壤微生物群落的生态功能，使土壤生态系统得以稳定（马锋敏等，2015）。本研究结果与上述前人研究基本一致，主成分分析结果表明，对PC1和PC2贡献较大的碳源主要为糖类，CN11、WZS021和DX120E对微生物碳源的代谢能力相似，且CN11和WZS021对糖类的代谢能力强于其他处理。说明CN11、WZS021和DX120E能充分利用土壤微生物糖类碳源，从而更好地繁殖对自身有益的菌株，激活土壤中的有益細菌，提高土壤细菌群落多样性。CN11处理的土壤AWCD、细菌群落优势度指数、均匀度指数和物种丰富度指数均最高，说明CN11处理的碳源利用程度较高，优势菌生长旺盛，细菌总代谢活性最高。

综合各项测定指标来看，本研究中5种不同菌属的促生菌株均能提高土壤养分含量、酶活性及细菌群落多样性，但不同菌株的效果存在差异。对于典型固氮菌株PAL5而言，氮素的吸收与转换是其主要功能，因此能很好地利用气态氮，可较大程度地提高土壤中的氮素水平，但该菌株对土壤细菌群落多样性的改善及土壤中磷素和钾素的积累效果有限。克雷伯氏菌DX120E除具有与PAL5相似的固氮能力外，还可显著提高土壤速效磷和速效钾含量及土壤过氧化氢酶和脲酶活性，故猜测该菌株在土壤中可能是通过释放质子及螯合作用来溶解难溶性磷，通过络合作用来活化难溶性钾，促使难溶性营养元素转化，进而提高速效养分含量，导致酶活性提高;但在对土壤细菌群落多样性的改善方面，虽然DX120E处理的土壤细菌群落物种丰富度指数、优势度指数和均匀度指数均较高，但其AWCD显著低于CN11和WZS021，微生物代谢总活性较低，其原因可能是菌株的氮素积累可从空气中累积，无需过多地从土壤中进行活化。芽孢杆菌CA1为解钾微生物，对缓效钾含量的提高最显著，解钾微生物的机理多为分泌有机酸，但本研究中土壤的酸碱度环境不适宜产酸，故猜测CA1是通过络合作用等其他途径提高土壤钾素，CA1对土壤氮、磷元素及酶活性的提高效果稍差，且对土壤细菌群落的碳源利用方式也不同于其他处理，究其原因可能是芽孢杆菌属作为促生菌的同时具有生防作用，在土壤中利用土壤微生物碳源的方式多侧重于增加土壤抗病菌能力，与典型促生菌主要增加土壤有效养分的途径不同。假单胞菌CN11作为一个全能型菌株，除具有促生特性外还具有生防作用，因此CN11进入土壤后，首先激活土壤微生物群落中的有益土著细菌，在增加土壤养分含量和酶活性的同时，还保持对土壤病原菌的拮抗能力，因此CN11处理的土壤细菌群落多样性最高，微生物代谢总活性最强。链霉菌WZS021作为典型的生防菌属，对土壤养分的提高及土壤酶活性的提高能力均较弱，但其物种丰富度指数较高，可能是因为该菌进入土壤后，其生防作用明显，激活土壤中微生物群落的有益物种，达到拮抗病原菌的目的。

4 结论

施用促生菌可不同程度地提高土壤养分及土壤酶活性，调控土壤细菌群落结构。本研究选用的5种不同菌属的促生菌中，假单胞菌CN11和克雷伯氏菌DX120E在土壤养分的活化及提高土壤酶活性和细菌群落多样性等方面效果较佳。

参考文献：

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（責任编辑 王 晖）