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![](data:image/svg+xml,<svg xmlns='http://www.w3.org/2000/svg' width='210' height='179'><foreignObject width='2000' height='100%'><div xmlns='http://www.w3.org/1999/xhtml' style='font-size:16px;font-family:Helvetica'><table>
<thead>
<tr align="center">
<td class="table_top_border" rowspan="2" colspan="2">处理</td>
<td class="table_top_border" colspan="5">不同粒径团聚体质量分数/(g·kg<sup>-1</sup>)</td>
<td class="table_top_border" rowspan="2">结构体破坏率/%</td>
<td class="table_top_border" rowspan="2">不稳定团粒指数/%</td>
<td class="table_top_border" rowspan="2">分形维数</td>
<td class="table_top_border" rowspan="2">相关系数</td>
</tr>
<tr align="center">
<td class="table_top_border2">＞5.00</td>
<td class="table_top_border2">5.00~2.00</td>
<td class="table_top_border2">2.00~1.00</td>
<td class="table_top_border2">1.00~0.50 mm</td>
<td class="table_top_border2">
</td></tr>
</thead>
<tbody>
<tr align="center">
<td class="table_top_border2" rowspan="2">T<sub>2400</sub></td>
<td class="table_top_border2">Ⅰ</td>
<td class="table_top_border2">275.9±18.5 a</td>
<td class="table_top_border2">327.7±18.7 a</td>
<td class="table_top_border2">182.5±15.9 b</td>
<td class="table_top_border2">116.4±11.2 d</td>
<td class="table_top_border2">59.3±4.3 d</td>
<td class="table_top_border2" rowspan="2">12.6±1.7 c</td>
<td class="table_top_border2" rowspan="2">21.1±1.4 d</td>
<td class="table_top_border2">2.174±0.028 d</td>
<td class="table_top_border2">0.9991±0.004**</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>Ⅱ</td>
<td>104.2±9.9 a</td>
<td>206.3±11.7 a</td>
<td>170.2±12.1 a</td>
<td>168.0±7.5 a</td>
<td>139.8±5.8 a</td>
<td>2.609±0.019 d</td>
<td>0.984±0.002**</td>
</tr>
<tr align="center">
<td rowspan="2">T<sub>1200</sub></td>
<td>Ⅰ</td>
<td>239.6±18.1 b</td>
<td>299.8±17.4 ab</td>
<td>191.6±10.5 ab</td>
<td>140.5±12.0 c</td>
<td>79.0±4.4 c</td>
<td rowspan="2">16.4±2.2 b</td>
<td rowspan="2">27.1±2.0 c</td>
<td>2.248±0.014 c</td>
<td>0.987±0.004**</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>Ⅱ</td>
<td>65.6±9.2 b</td>
<td>124.9±11.9 b</td>
<td>141.1±11.3 b</td>
<td>205.7±17.0 b</td>
<td>191.5±6.3 b</td>
<td>2.680±0.018 c</td>
<td>0.958±0.004**</td>
<td>
</td></tr>
<tr align="center">
<td rowspan="2">T<sub>600</sub></td>
<td>Ⅰ</td>
<td>195.1±17.0 c</td>
<td>276.4±25.9 bc</td>
<td>202.5±4.2 ab</td>
<td>161.4±6.3 b</td>
<td>98.1±7.9 b</td>
<td rowspan="2">18.7±0.5 ab</td>
<td rowspan="2">32.1±1.7 b</td>
<td>2.321±0.031 b</td>
<td>0.983±0.001**</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>Ⅱ</td>
<td>49.7±6.7 c</td>
<td>75.4±7.5 c</td>
<td>119.7±5.2 c</td>
<td>222.3±19.2 b</td>
<td>212.2±17.7 ab</td>
<td>2.725±0.011 b</td>
<td>0.938±0.003**</td>
</tr>
<tr align="center">
<td rowspan="2">ck</td>
<td>Ⅰ</td>
<td>153.0±12.1 d</td>
<td>248.5±5.4 c</td>
<td>213.1±16.0 a</td>
<td>182.0±7.9 a</td>
<td>119.8±8.0 a</td>
<td rowspan="2">20.5±1.2 a</td>
<td rowspan="2">36.7±1.8 a</td>
<td>2.381±0.025 a</td>
<td>0.976±0.004**</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>Ⅱ</td>
<td>22.2±3.3 d</td>
<td>47.1±5.0 d</td>
<td>74.8±5.4 d</td>
<td>259.9±23.2 a</td>
<td>229.2±18.0 a</td>
<td>2.760±0.013 a</td>
<td>0.907±0.008**</td>
</tr>
</tbody>
<tfoot>
<tr>
<td class="table_top_border" colspan="11">说明:Ⅰ为干筛条件; Ⅱ为湿筛条件。同一列数据后不同字母表示差异显著 (<i>P</i>＜0.05)</td>
</tr>
</tfoot>
</table></div></foreignObject></svg>)
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团粒结构及其稳定性是土壤质量的敏感性物理指标[1]，能决定土壤物理性质和调节土壤肥力，影响土壤通透性、孔隙性和持水性[2]。良好的团粒结构能起到协调养分的消耗和积累、稳定土壤温度、改善土壤肥力和利于植物根系伸展的作用[3]。改良土壤有多种方式，林下养鸡Gallus domesticus是其中一种新兴的培肥改土方式。林下养鸡会增加鸡粪含量，鸡粪是优质的有机肥料[4]，鸡粪中含有丰富的有机物质、氮、磷、钾和其他植物必需养分，能提高土壤养分含量[5]和促进培肥改土，兼顾良好的经济效益和社会效益，具有改良土壤、节省林地肥料、灭虫锄草和促进树木生长等优点[6-8]，且有机肥有利于增加土壤团聚体含量、提高土壤团聚体稳定性和改善土壤结构[9-10]。土壤是具有分形特征的系统，土壤团粒结构可以用分形维数来描述[11]。TURCOTTE[11]提出多孔介质材料的粒径分布与分形维数的关系公式；杨培岭等[12]提出了用粒径的质量分布取代粒径的数量分布来描述土壤分形特征，此法具有精确简便的优点，应用更为广泛。分形维数可以客观反映土壤粒径大小[13]、结构性状[14]和理化性质[15-16]，并能够定量化描述土壤肥力状况[17]。目前，有关林下养鸡的研究主要集中在养鸡密度管理和养鸡对土壤理化性质等的影响方面，而有关林下养鸡对土壤分形特征影响方面的研究尚未见报道。本研究通过在四川盆周低山丘陵区柑橘林下养鸡，研究不同养鸡密度对土壤团粒结构分形特征、理化性质和微生物数量及土壤酶活性的影响，探讨分形维数与土壤理化性质、微生物数量及土壤酶活性的关系，为构建林下养鸡复合经营模式和了解林下养鸡对林地土壤肥力的影响提供参考。
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试验地位于四川省丹棱县红石村退耕还林示范区（30°03′N，103°29′E），海拔为495~583 m。该区地处于四川盆地西南边缘，属于亚热带湿润季风气候，地带性植被为亚热带常绿阔叶林。根据丹棱县气象站（海拔496.2 m）的历年气象观测资料统计，全年日平均气温为16.6 ℃，最热月均温25.6 ℃，最冷月均温6.3 ℃，全年降水量为1 232.8 mm，年降水天数为170.2 d，降水集中于5-8月，年蒸发量为1 002.6 mm。2007年9月上旬开始在柑橘Citrus reticulate林下设置不同的养鸡密度（0，600，1 200和2 400只·hm-2）进行长期养鸡试验，研究养鸡对土壤理化性质的影响。柑橘林下鸡的放养时间是每年的9月上旬至第2年的4月中下旬，5-8月林下不养鸡。
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试验地柑橘园建于2000年，株行距为3 m × 4 m，土壤为黄壤。在调查柑橘园试验区的基础上，根据典型性、代表性的原则，分别在坡向、坡度、坡位和海拔高度基本一致的柑橘园中设置不同养鸡密度处理（0，600，1 200和2 400只·hm-2，以下分别以ck, T600，T1200和T2400表示）。设置3次重复·处理-1，共12个小区，各小区面积为20 m × 20 m。各小区用丝网隔离，鸡群在限定的养殖区活动，以保证其密度。选择大小基本一致的脱温雏鸡进行放养；放养期间鸡苗如意外死亡，应及时清理后补充与该群体平均质量相当的健康鸡苗，保证小区鸡密度恒定。各试验小区柑橘及鸡苗的管理均按常规进行，鸡饲料的投放量按鸡数量等比例增加。于2012年8月上旬在每个标准地内采用蛇形5点取样法分别采集0~20 cm土层混合样品，带回实验室后分成2份，一份鲜样用于测定微生物数量，另一份风干后用于测定土壤团聚体、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶。同时用环刀采集0~20 cm土层原状土壤样品以测定土壤容重和孔隙度。
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土壤团聚体组成采用机械筛分法；土壤有机质用重铬酸钾氧化-外加热法测定；土壤全氮采用半微量凯氏法；碱解氮采用碱解-扩散法；有效磷采用双酸浸提法；速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法[18]；微生物数量采用平板法测定[19]，酶活性采用比色法测定[20]；土壤团聚体分形维数采用杨培岭法计算，分形维数的计算过程与方法如下[12, 21]：
具有自相似结构的多孔介质——土壤，由大于某一粒径di（di＞di+1，i=1，2，…）的土粒构成的体积V（δ＞di）可由类似Katz的公式表示：
$$ V=\left( \delta >{{d}_{i}} \right)=A\left[1-{{\left( {{d}_{i}}/k \right)}^{3-D}} \right]。 $$ (1) 式（1）中：δ是码尺；A，k是描述形状、尺度的常数。
通常粒径分析资料是由一定粒径间隔的颗粒质量分布表示的，以di表示两筛分粒级di与di+1间粒径的平均值，忽略各粒级间土粒比重ρ的差异，即ρi=ρ（i=1，2，…），则：
$$ W\left( \delta >{{{\bar{d}}}_{i}} \right)=V\left( \delta >{{{\bar{d}}}_{i}} \right)\rho =\rho A\left[1-{{\left( {{d}_{i}}/k \right)}^{3-D}} \right]。 $$ (2) 式（2）中：W（δ＞di）为大于di的累积土粒质量。以W0表示土壤各粒级质量的总和，由定义有$ \mathop {\lim }\limits_{i = \infty } {d_i} = 0$，则由式（2）得：
$$ {W_0} = \mathop {\lim }\limits_{i \to \infty } \left( {\delta > {{\bar d}_i}} \right) = \rho A。 $$ (3) 由式（2）和式（3）导出：
$$ \frac{W\left( \delta >{{{\bar{d}}}_{i}} \right)}{{{W}_{0}}}=1-{{\left( \frac{{{{\bar{d}}}_{i}}}{k} \right)}^{3-D}}。 $$ (4) 设dmax为最大粒级土粒的平均直径，W（δ＞dmax），代入（4）式有k=dmax。由此得出土壤颗粒的质量分布与平均粒径间的分形关系式：
$$ \frac{W\left( \delta >{{{\bar{d}}}_{i}} \right)}{{{W}_{0}}}=1-{{\left( \frac{{{{\bar{d}}}_{i}}}{{{{\bar{d}}}_{\max }}} \right)}^{3-D}}。 $$ (5) $$ \text{或}{{\left( \frac{{{{\bar{d}}}_{i}}}{{{{\bar{d}}}_{\max }}} \right)}^{3-D}}=\frac{W\left( \delta >{{{\bar{d}}}_{i}} \right)}{{{W}_{0}}}。 $$ (6) 对上式两边取对数，即得：
$$ \left( 3-D \right)\lg \left( \frac{{{{\bar{d}}}_{i}}}{{{{\bar{d}}}_{\max }}} \right)=\lg \left[\frac{W\left( \delta >{{{\bar{d}}}_{i}} \right)}{{{W}_{0}}} \right]。 $$ (7) 分别以lg（Wi/W0），lg（di /dmax）为纵、横坐标，不难看出3-D是lg（di/dmax）和lg（Wi/W0）的实验直线的斜率，因此，要测定D即可用回归分析方法。
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采用SPSS 19.0软件对文中数据进行统计分析，表中数据均为平均值±标准差，采用单因子方差分析（ANOVA）和邓肯法（SSR）检验不同模式土壤各变量之间的显著性差异。
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由表 1可知：各处理土壤分形维数（干筛和湿筛）、土壤结构体破坏率和不稳定团粒指数均呈现出ck＞T600＞T1200＞T2400变化规律，其中各处理间的分形维数（干筛和湿筛）差异显著，T1200与T600，T600与ck间的土壤结构体破坏率差异不显著，各处理间的不稳定团粒指数差异显著；＞0.25 mm粒级团聚体（干筛和湿筛）均呈现出ck＜T600＜T1200＜T2400的变化规律，且各处理间差异显著。回归分析发现，干筛条件下团聚体分形维数与＞5.00 mm，5.00~2.00 mm，2.00~1.00 mm，1.00~0.50 mm和＞0.25 mm粒级团聚体质量分数呈显著负相关（P＜0.05），与0.50~0.25 mm粒级团聚体质量分数、结构体破坏率和不稳定团粒指数呈显著正相关（P＜0.05）；湿筛条件下，土壤团聚体分形维数与＞5.00 mm，5.00~2.00 mm，1.00~0.50 mm和＞0.25 mm粒级团聚体质量分数呈显著负相关（P＜0.05），与2.00~1.00 mm，0.50~0.25 mm粒级团聚体质量分数、结构体破坏率和不稳定团粒指数呈显著正相关（P＜0.05）。因此，林下养鸡增加土壤团聚体及水稳性团聚体质量分数，降低土壤结构体破坏率和提高土壤结构体稳定性。土壤团粒结构分形维数可以表征林下养鸡对各粒级团聚体质量分数状况及土壤结构与稳定性的影响。
表 1 养鸡处理对土壤团聚体组成和分形维数的影响
Table 1. Effects of different raising chicken treatments on soil aggregate composition and fractal dimension
处理 不同粒径团聚体质量分数/(g·kg-1) 结构体破坏率/% 不稳定团粒指数/% 分形维数 相关系数 ＞5.00 5.00~2.00 2.00~1.00 1.00~0.50 mm T2400 Ⅰ 275.9±18.5 a 327.7±18.7 a 182.5±15.9 b 116.4±11.2 d 59.3±4.3 d 12.6±1.7 c 21.1±1.4 d 2.174±0.028 d 0.9991±0.004** Ⅱ 104.2±9.9 a 206.3±11.7 a 170.2±12.1 a 168.0±7.5 a 139.8±5.8 a 2.609±0.019 d 0.984±0.002** T1200 Ⅰ 239.6±18.1 b 299.8±17.4 ab 191.6±10.5 ab 140.5±12.0 c 79.0±4.4 c 16.4±2.2 b 27.1±2.0 c 2.248±0.014 c 0.987±0.004** Ⅱ 65.6±9.2 b 124.9±11.9 b 141.1±11.3 b 205.7±17.0 b 191.5±6.3 b 2.680±0.018 c 0.958±0.004** T600 Ⅰ 195.1±17.0 c 276.4±25.9 bc 202.5±4.2 ab 161.4±6.3 b 98.1±7.9 b 18.7±0.5 ab 32.1±1.7 b 2.321±0.031 b 0.983±0.001** Ⅱ 49.7±6.7 c 75.4±7.5 c 119.7±5.2 c 222.3±19.2 b 212.2±17.7 ab 2.725±0.011 b 0.938±0.003** ck Ⅰ 153.0±12.1 d 248.5±5.4 c 213.1±16.0 a 182.0±7.9 a 119.8±8.0 a 20.5±1.2 a 36.7±1.8 a 2.381±0.025 a 0.976±0.004** Ⅱ 22.2±3.3 d 47.1±5.0 d 74.8±5.4 d 259.9±23.2 a 229.2±18.0 a 2.760±0.013 a 0.907±0.008** 说明:Ⅰ为干筛条件; Ⅱ为湿筛条件。同一列数据后不同字母表示差异显著 (P＜0.05) -
与ck相比（表 2），T600，T1200和T2400处理土壤容重分别降低2.6%，9.7%和12.0%，各处理除T600外均与ck差异显著，T1200与T2400处理间差异无显著；非毛管孔隙仅T2400处理显著高于ck，但两者与其余处理差异不显著；毛管孔隙各处理间差异无显著；总孔隙仅T2400处理显著高于ck处理，其他处理与ck差异不显著，T1200与T2400处理差异不显著。对土壤物理性质与土壤团粒结构分形维数回归分析结果表明（表 3）：土壤团粒结构分形维数（干筛和湿筛）与土壤容重、非毛管孔隙、毛管孔隙和总孔隙间呈显著或极显著相关。说明林下养鸡对提高土壤物理性质具有较好的作用；团粒结构分形维数越低，土壤物理性质越好。因此，土壤团粒结构分形维数的高低能够表征柑橘林下养鸡对土壤物理性质的影响。
表 2 养鸡对土壤理化性质的影响
Table 2. Effects of different raising chicken treatments on soil physical and chemical properties
处理 容重/(g·cm-3) 非毛管孔隙/% 毛管孔隙/% 总孔隙/% 有机质/(g·kg-1) 碱解氮/(mg·kg-1) 有效磷/(mg·kg-1) 速效钾/(mg·kg-1) T2400 1.165±0.039 b 14.1±0.7 a 36.2±1.3 a 50.3±0.9 a 27.0±0.7 a 130.4±8.8 a 108.2±12.6 a 177.3±11.8 a T1200 1.196±0.047 b 13.0±1.0 ab 35.9±0.7 a 48.9±1.6 ab 23.4±0.6 b 105.3±6.4 b 79.0±7.3 b 129.4±14.4 b T600 1.289±0.045 a 12.6±0.9 ab 35.2±1.0 a 47.8±1.1 b 20.5±0.6 c 90.5±6.6 c 58.3±6.0 c 90.5±7.2 c ck 1.324±0.036 a 12.2±0.8 b 34.8±1.4 a 47.0±0.9 b 16.2±0.8 d 62.1±4.4 d 3.6±0.5 d 39.2±3.5 d 说明：同一列数据后不同字母表示差异显著 (P＜0.05)。 表 3 分形维数与土壤理化性质的关系
Table 3. Relationship between fractal dimension and soil physical and chemical properties
项目 拟合回归方程相关系数 相关系数 干筛条件 湿筛条件 干筛条件 湿筛条件 容重 D=1.036 3+1.001 1x D=1.850 2+0.678 0x 0.914** 0.861** 非毛管孔隙 D=3.122 4-0.064 9x D=3.256 2-0.043 5x -0.779** -0.725** 毛管孔隙 D=3.230 0-0.026 7x D=3.454 7-0.021 4x -0.646* -0.599* 总孔隙 D=4.101 7-0.037 5x D=3.994 4-0.026 8x -0.730** -0.726** 有机质 D=2.707 9-0.019 6x D=2.991 5-0.013 7x -0.972** -0.944** 碱解氮 D=2.577 1-0.003 1x D=2.898 1-0.002 1x -0.961** -0.925** 有效磷 D=2.402 5-0.002 0x D=2.777 9-0.001 4x -0.941** -0.913** 速效钾 D=2.444 0-0.001 5x D=2.809 8-0.001 1x -0.954** -0.950** 说明:*表示在0.05水平上相关，**表示在0.01水平上相关。 各处理间土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾质量分数差异显著（表 2）。与ck相比，T600，T1200和T2400处理有机质质量分数分别增加26.5%，44.4%和66.7%；碱解氮分别增加45.7%，69.6%和110.0%；有效磷分别增加15.2倍、20.9倍和29.1倍；速效钾分别增加1.3倍、2.3倍和3.5倍。对土壤养分与土壤团粒结构分形维数回归分析结果表明（表 3）：干筛和湿筛得到的土壤团粒结构分形维数与土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均呈极显著负相关。说明柑橘林下养鸡条件下土壤团粒结构分形维数越高，土壤养分含量越低。因此，土壤团粒结构分形维数的高低能够表征土壤养分状况。
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由表 4可知:各处理间细菌、真菌、放线菌和总微生物数量、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性差异显著。与ck相比，T600，T1200和T2400处理细菌数量分别增加73.3%，177.5%和221.9%；真菌数量分别增加46.2%，75.7%和213.8%；放线菌数量分别增加57.6%，81.8%和133.2%；总微生物数量分别增加72.9%，175.6%和220.2%；蔗糖酶活性分别增加22.4%，35.2%和75.4%；脲酶活性分别增加70.2%，104.5%和179.2%；磷酸酶活性分别增加178.1%，207.0%和400.4%。对土壤微生物数量及酶活性与土壤团粒结构分形维数回归分析结果表明（表 5），土壤团粒结构分形维数（干筛和湿筛）与细菌、真菌、放线菌和总微生物数量、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均呈极显著负相关。因此，林下养鸡有利于提高土壤的生物活性，且土壤团粒结构分形维数能够表征土壤微生物数量和土壤酶活性的状况。
表 4 养鸡对土壤微生物数量和酶活性的影响
Table 4. Effects of different raising chicken treatments on soil microbial population and enzyme activities
处理 微生物数量/(菌落形成单位·g-1) 蔗糖酶/(mg·g-1·d-1) 脲酶/(mg·g-1·d-1) 磷酸酶/(mg·g-1·d-1) 细菌 (×107) 真菌 (×103) 放线菌 (×105) 总微生物 (×107) T2400 10.59±0.51a 7.75±0.43 a 16.79±0.91a 10.76±0.52 a 11.77±0.54 a 0.497±0.021a 1.211±0.099 a T1200 9.13±0.40 b 4.34±0.37 b 13.09±0.72 b 9.26±0.39 b 9.07±0.25 b 0.364±0.034 b 0.743±0.055 b T600 5.70±0.56 c 3.61±0.24 c 11.35±0.48 c 5.81±0.57 c 8.21±0.37 c 0.303±0.026 c 0.673±0.066 b ck 3.29±0.30d 2.47±0.16d 7.20±0.62d 3.36±0.29d 6.71±0.57 d 0.178±0.020 d 0.242±0.030 c 说明：同一列数据后不同字母表示差异显著 (P＜0.05)。 表 5 分形维数与土壤微生物数量和酶活性的关系
Table 5. Relationship between fractal dimension and microbial population or enzyme activities
项目 拟合回归方程 相关系数 干筛条件 湿筛条件 干筛条件 湿筛条件 细菌 D=2.471 3-0.026 5x D=2.828 4-0.018 9x -0.952** -0.941** 真菌 D=2.451 8-0.037 6x D=2.818 4-0.027 6x -0.928** -0.946** 放线菌 D=2.546 2-0.021 9x D=2.879 8-0.015 4x -0.952** -0.932** 总微生物 D=2.472 4-0.026 2x D=2.829 2-0.018 6x -0.953** -0.942** 蔗糖酶 D=2.639 5-0.040 1x D=2.958 1-0.029 6x -0.935** -0.961** 脲酶 D=2.502 6-0.660 6x D=2.853 7-0.478 5x -0.958** -0.965** 磷酸酶 D=2.438 2-0.219 3x D=2.806 9-0.158 6x -0.948** -0.954** 说明：**表示在0.01水平上相关。 -
土壤团聚体组成、稳定性和孔隙状况对土壤肥力及结构稳定性有重要影响[3]。团聚体是土壤有机质的主要固存场所[22-23]，有机质是形成土壤团聚体主要的黏结剂[24-25]。本研究发现：柑橘林下养鸡后有机质含量增加，＞0.25 mm粒级团聚体（干筛和湿筛）质量分数也增加。林下养鸡和鸡粪还林增加土壤有机物质输入，使林地土壤有机胶体增加，土壤颗粒间胶结作用加强，土壤中大粒级团聚体增加和稳定性增强[26]。周萍等[27]研究发现：＞0.25 mm粒级团聚体越少，其分形维数越高，反之，则越低；何东进等[28]对毛竹Phyllostachys edulis-杉木Cunninghania lanceolata混交林土壤团粒结构分形特征的研究结果表明，土壤团粒结构分形维数与＞0.25 mm和＞5.00 mm粒级土壤水稳定性团聚体含量之间呈显著负相关。本研究发现：团聚体和水稳定性团聚体质量分数越高，分形维数越低，这与何东进等[28]的研究结果相同。李阳兵等[29]研究发现：土壤团聚体分形维数与其结构及稳定性关系密切，团粒结构粒径分布的分形维数越小，则土壤结构与稳定性越好。本研究发现，分形维数与土壤结构体破坏率和不稳定指数呈显著性正相关，团粒结构分形维数对结构体破坏率和不稳定指数具有较好的表征作用，进一步说明土壤团粒结构分形维数与土壤结构及其稳定性关系密切。这与其他学者[29-31]的研究结果相同，即＞0.25 mm团聚体质量分数越高，分形维数越低，土壤孔性越好，结构越稳定，肥力越高。因此，土壤团粒结构的分形维数可以作为表征土壤结构和性质的重要参数，也可以作为表征土壤稳定性的指标，是理想的土壤肥力评价指标[3, 21]。
土壤孔隙状况直接影响土壤通气性、透水性及根系穿插的难易程度，对土壤中水、肥、气、热和生物活性等具有重要的调节作用[32]。柑橘林下养鸡后土壤容重降低，而＞0.25 mm粒级的团聚体质量分数（干筛和湿筛）、其他理化性质（容重除外）、微生物数量和酶活性均增加；且随养鸡密度的增加，土壤物理性质、化学性质及生化特性的影响作用加强，并以2 400只·hm-2处理对土壤的改良效果最好。土壤容重的降低与孔隙度的提高主要是由于柑橘林下养鸡后，鸡粪产量增多（即有机肥施入增多），土壤变肥沃，促进植物良好生长，植物根系尤其是细根对土壤的穿插作用增强，从而使土壤相对疏松多孔，容重变小；同时，土壤中有机质提高，有利于增加土壤中大粒级团聚体的形成与稳定，且为土壤动物活动提供了相对更多的能源物质，使土壤动物活动更为频繁，对土壤的疏松起到了更好的促进作用[33-34]，所以柑橘林下养鸡对改善土壤物理性质具有较好的促进作用。鸡粪中含有丰富的有机物质及氮、磷、钾等养分，在鸡群粪尿排泄物施入土壤后，这些养分直接增加了土壤养分含量和肥力。另外，鸡粪有机肥输入林地土壤后为微生物活动提供了碳源、养分和丰富的酶促基质，促进土壤微生物的生长和繁殖，进而改善土壤理化性质和提高酶活性[35]。本研究结果发现，土壤团粒结构分形维数与土壤容重、非毛管孔隙、毛管孔隙、总孔隙、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、细菌、真菌、放线菌、总微生物、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性呈显著或极显著相关。因此，土壤团粒结构分形维数能够较好的评价林下养鸡后土壤理化性质变化、微生物数量和土壤酶活性状况，是评价土壤肥力的一个综合性指标[29]。
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柑橘林下养鸡能增加＞0.25 mm粒级土壤团聚体和水稳性团聚体质量分数及稳定性，降低团粒结构分形维数，且在0~2 400只·hm-2密度范围内，养鸡密度高，分形维数低。柑橘林下养鸡能改良土壤结构和提升土壤肥力，且在一定密度范围内（0~2 400只·hm-2）土壤肥力随养鸡密度的增加而增加。无论湿筛还是干筛条件下，土壤分形维数与＞0.25 mm和＞5.00 mm粒级团聚体质量分数呈显著相关。土壤团粒结构分形维数与土壤理化性质、微生物数量及酶活性均呈显著相关，可以作为柑橘林下养鸡处理后土壤肥力变化的综合性评价指标。
Raising chickens in citrus orchards on fractal features of soil aggregates
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摘要: 在四川盆周低山丘陵区柑橘Citrus reticulata林下养鸡Gallus domesticus，研究不同养鸡密度（0，600，1 200和2 400只·hm-2）对表层（0~20 cm）土壤团聚体组成、分形维数、理化性质、微生物数量和土壤酶活性的影响，探讨分形维数与土壤理化性质、微生物数量及土壤酶活性的关系。结果表明：林下养鸡使> 0.25 mm粒径团聚体（干筛）和> 0.25 mm粒径水稳性团聚体（湿筛）含量分别增加1.9%~5.0%和7.3%~24.5%，且随养鸡密度的增加而增加。土壤分形维数为2.174~2.760，且分形维数随养鸡密度、>0.25 mm粒径团聚体（干筛）和水稳性团聚体（湿筛）含量的增加而降低，与> 0.25 mm和> 5.00 mm水稳性团聚体含量呈极显著相关（P < 0.01）。林下养鸡降低了土壤容重、改善了土壤孔隙，增加了土壤养分、微生物数量和酶活性，其土壤肥力的提高作用随养鸡密度的增加而增加，且土壤理化性质、微生物数量和酶活性与分形维数间呈显著相关（P < 0.05）。说明柑橘林下养鸡能有效改善土壤团聚体组成和土壤肥力，降低土壤团聚体和水稳性团聚体分形维数。Abstract: Raising chickens under trees or bushes could improve the soil. To research the influence of the surface layer's (0-20 cm) soil aggregate composition, fractal dimension, physical and chemical properties, microbial population, and enzyme activities for different chicken raising densities and to probe relationships between fractal dimension and soil physical and chemical properties, microbial population, and enzyme activities; citrus orchards in the Sichuan Basin low mountain hilly area were selected with four chicken density treatments (0, 600, 1 200, and 2 400 chichens per hm2) and each treatment had three replications; the 12 plots of 20 m×20 m each were arranged in a randomized block design. Soils in the surface layer (0-20 cm) in each plot were collected, by snake-shaped five-point sampling method, to determine soil properties, such as soil aggregate composition and fractal dimension. Results showed a significant (P < 0.05) increase of 1.9%-5.0% in content of the >0.25 mm particle-sized soil aggregates (dry-sieved) and 7.3%-24.5% in water-stable aggregates (wet-sieved) in citrus orchards that were raising chickens, with both increasing as chicken density increased. Soil fractal dimension ranged from 2.174 to 2.760 and significantly (P < 0.05) decreased as chicken density (by 1.3%-8.7%) and the >0.25 mm particle-sized soil aggregates (dry-sieved) and water-stable aggregates (wet-sieved) increased. Soil fractal dimension was significantly correlated with the content of >0.25 mm (r=-0.929, P < 0.05) and >0.50 mm (r=-0.915, P < 0.05) particle-sized water-stable aggregates (wet-sieved). Raising chickens in citrus orchards significantly (P < 0.05) decreased soil bulk density (except 600 chichens per hm2), significantly (P < 0.05) improved soil total porosity (except 600 chichens per hm2), and significantly (P < 0.05) increased nutrient content, microbial population, and enzyme activities; soil fertility also increased as chicken density increased. Soil physical and chemical properties, microbial population, and enzyme activities were significantly (P < 0.05) correlated with soil fractal dimension. These findings indicated that raising chickens in citrus orchards could improve soil aggregate composition and soil fertility with fractal dimension of the soil aggregate and water-stable aggregate decreasing; fractal dimension of soil aggregate could also be used as an important comprehensive quantitative index to evaluate soil physical and chemical properties when raising chickens in a forest ecosystem.
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无距虾脊兰Calanthe tsoongiana为兰科Orchidaceae虾脊兰属Calanthe地生草本，花朵娇艳，造型独特，受到人们的喜爱。近些年来，由于人为破坏，以及自身繁殖困难，导致野生无距虾脊兰种群数量锐减，现已被列为极度濒危等级[1]。
植物和真菌之间的互惠共生是自然界中普遍存在的现象[2]。兰科菌根真菌是一类与兰科植物形成共生关系并生成菌丝团的真菌，隶属于根系内生真菌，对兰科植物生长起促进作用[3]。研究表明：兰科植物的整个生命活动都需要菌根真菌的参与，菌根真菌不仅可以帮助兰花种子萌发[4−5]，也在其生长发育过程中扮演着重要的角色。它可以吸收土壤中的矿质元素、有机物等，在侵染兰科植物后被宿主细胞分解并向其传输营养物质[6−7]，若缺乏菌根真菌，兰科植物将无法长期存活。除了菌根真菌，兰科植物中非菌根真菌的数量也十分庞大，远远超过了菌根真菌。镰孢属Fusarium、木霉属Trichoderma和青霉属Penicillinum是兰科植物中常见的内生真菌，在适当的条件下不仅能促进兰科植物种子的萌发和生长发育，还可以有效抑制病原菌的生长[8−10]。由此可见，非菌根真菌的作用也不容忽视。兰科菌根真菌不仅广泛存在于根系内，也存在于植株周围土壤中，且距离植株越远，其相对丰度越低[11−12]，但也有研究表明：菌根真菌少量或者不存在于土壤中[13−14]。蒋玉玲等[15]研究表明：通过对周围土壤中真菌类群的分析，可推断兰科植物能否长期在此生存。因此，研究根际土壤真菌类群对兰科植物保育十分重要。
目前，虾脊兰属植物的研究集中在分类鉴别、育种和繁殖等方面，具体有资源调查、遗传多样性研究、化学与药用价值研究、快速繁育以及引种驯化等等[16−17]。国内外对虾脊兰属根系内生真菌多样性研究较少，尚处于初步阶段，未得到系统且全面的数据，尤其是无距虾脊兰还未见相关报道。鉴于此，本研究以浙江省天目山野生无距虾脊兰为材料，通过分析无距虾脊兰不同时期根际土壤真菌与根系内生真菌多样性，明确其优势真菌和共有真菌类群，以期为无距虾脊兰资源有效保护提供科学参考。
1. 材料与方法
1.1 研究地点与样品采集
所用材料采自浙江天目山国家级自然保护区内无距虾脊兰野生居群(海拔550 m，30°21′47″N，119°25′30″E)。该研究区属亚热带季风气候，雨水充沛，年降水量达1 870 mm，相对湿度较大，自然条件优越。
无距虾脊兰生长在海拔450~1 450 m的阔叶混交林下，生长周期可分为萌芽期、花期、果期和衰亡期[18]。选择未遭到破坏、分布集中且长势一致的植株，分别于2、5、7和11月进行根段采集。每次选取9株植株，每株取3~4个长约4~5 cm的根段，用根围土包裹装入采样袋，做好标记并放入4 ℃冰箱保存。
1.2 研究方法
1.2.1 样品处理
取出根系并用流水冲洗干净，无菌水冲泡，用体积分数为70%的乙醇洗涤2 min，质量分数为2.5%的次氯酸钠浸泡5 min，体积分数为70%的乙醇洗涤30 s，再经无菌水冲洗2~3次，用无菌滤纸吸去多余水分后转入液氮中紧急速冻。初步处理完成，置于−80 ℃超低温冰箱保存。
1.2.2 根际土提取
在超净台上抖掉根围土，保留附着在根系1 mm左右的根际土。用无菌镊子将根系转移至装有磷酸缓冲盐溶液(PBS)的离心管中，全温摇床下震荡20 min，挑出根系，将剩余悬浮液6 000 r·min−1高速离心20 min，弃上清液得到根际土。做好标签记录，将离心管放入液氮，待其彻底急速冷冻后，放入−80 ℃超低温冰箱保存。
1.2.3 DNA提取及PCR扩增
使用DNA提取试剂盒提取无距虾脊兰根系与根际土壤DNA，提取后利用质量分数为1%的琼脂糖凝胶电泳检测DNA浓度，引物合成和测序由上海美吉生物医药科技有限公司进行。
PCR 仪采用ABI Gene Amp® 9700型，每个样本3个重复，20.0 μL PCR反应体系为10.0 μL 2× ChamQ SYBR Color qPCR Master Mix，0.8 μL上游引物，0.8 μL下游引物，0.4 μL 50 × ROX Reference Dye 1，2.0 μL DNA模板，ddH2O补至20.0 μL。PCR反应条件为95 ℃预变性5 min，95 ℃变性30 s，58 ℃退火30 s，35个循环；72 ℃延伸1 min，4 ℃保存。同一样本的PCR产物混合后用质量分数为2%的琼脂糖凝胶电泳检测，使用AxyPrepDNA凝胶回收试剂盒(AXYGEN公司)切胶回收PCR产物，纯化后的PCR产物使用Illumina MiSeq平台进行测序。
1.2.4 序列分析与处理
首先根据overlap关系利用FLASH (v1.2.11)软件对Illumina测序得到的原始数据进行拼接，并通过FASTP (v.0.19.6)软件对序列质量进行质控、过滤和优化。区分样本后，在97%相似度水平下使用UPARSE (v11.0)软件对优化序列进行分类操作单元(OTU)聚类分析。为了得到每个OTU对应的物种分类信息，基于97%相似水平下采用RDP classifier贝叶斯算法对OTU代表序列与UNITE (v.8.0)数据库进行分类学比对。
基于OTU聚类分析结果，通过Mothur (v1.30.2)软件进行多样性指数分析，从而得到所有样本群落中物种的丰富度、覆盖度和多样性等信息。根据分类学分析结果，通过Qiime (v1.9.1)软件生成各分类学水平丰度表，进行Beta多样性距离计算，找出各样本在某一分类学水平上的优势物种、样本中各优势物种的相对丰度以及不同样本中物种的组成相似性，并利用R语言(version 3.3.1)工具统计和作图，将差异和距离通过二维坐标图呈现出来，从总体上反映各组样本之间的差异和组内样本之间的变异度大小。基于Kruskal-Wallis秩和检验(Kruskal-Wallis H test)，通过R (version 3.3.1)的stats包和python的scipy包运用DP的方法计算影响大小(effect size)，从而找出多组样本的物种进行差异显著性分析。
2. 结果与分析
2.1 无距虾脊兰根系内生真菌多样性分析
无距虾脊兰萌芽期根系测序共获得31 987条优化序列。由图1可知：在门水平上担子菌门Basidiomycota和被孢霉门Mortierellomycota占比较大，属于萌芽期根系内生真菌优势门；在属水平上，被孢霉属Mortierella和红菇属Russula真菌序列占比相差不大，共同作为该时期优势内生真菌。花期根系测序共获得51 913条优化序列。其中，担子菌门为最大优势菌门；在属水平上，粗糙孔菌属Trechispora为该时期优势内生真菌。相较于萌芽期，花期真菌类群中担子菌门和子囊菌门Ascomycota相对丰度分别为萌芽期的1.33和1.97倍，被孢霉门、被孢霉属和红菇属的相对丰度呈现下降趋势，分别减少了67.82%、67.39%和75.70%。
图 1 不同时期无距虾脊兰根系内生真菌在门(A)和属(B)水平上的群落组成Figure 1 Community composition of root endophytic fungi in different periods of C. tsoongiana at phylum (A) and genus (B) level果期根系测序共获得43 793条优化序列。其中担子菌门真菌在数量上占绝对优势；在属水平上，蜡壳耳属Sebacina为该时期优势内生真菌。相较于花期，担子菌门、子囊菌门、被孢霉门和红菇属相对丰度变化不大，但Saitozyma、锁瑚菌属Clavulina相对丰度有所增加，由原来占比不足3.00%增长到13.09%和10.29%，蜡壳耳属增加了67.30%。衰亡期根系测序共获得30 000条优化序列。该时期，子囊菌门属于优势菌门，镰孢属为优势内生真菌，相较于其他3个时期，衰亡期根系内生真菌多样性整体出现骤降现象。
2.2 无距虾脊兰根际土壤真菌多样性分析
在萌芽期，无距虾脊兰根际土壤测序共获得31 673条优化序列。由图2可知：萌芽期根际土壤与根系在门水平上真菌类群一致，但相对丰度稍有变化；在属水平上，红菇属相对丰度明显下降，占比仅为3.55%，其余真菌相对丰度较小，被孢霉属为该时期根际土壤优势真菌。
图 2 不同时期无距虾脊兰根际土壤真菌在门(A)和属(B)水平上的群落组成Figure 2 Community composition of rhizosphere soil fungi in different periods of C. tsoongiana at phylum (A) and genus (B) level在花期，根际土壤测序共获得41 062条优化序列。与同时期根系内生真菌相比，担子菌门相对丰度减少，子囊菌门相对丰度增加。在属水平上，根际土壤和根系真菌类群相对丰度明显不同，其中青霉属Penicillium为该时期根际土壤优势真菌。相较于萌芽期根际土壤真菌，花期子囊菌门和罗兹菌门Rozellomycota相对丰度分别为萌芽期的1.34和4.74倍，担子菌门、被孢霉门真菌相对丰度分别减少了31.93%和67.82%。
在果期，根际土壤测序共获得47 863条优化序列。与根系内生真菌相比，门水平上子囊菌门和担子菌门变化最大，在属水平上，Paraboeremia仅存在于根际土壤真菌中，且占比较大，为该时期根际土壤优势真菌。相较于花期根际土壤真菌，果期子囊菌门、被孢霉门、Paraboeremia和Saitozyma相对丰度分别为花期的1.34、1.61、4.03和1.07倍，担子菌门和罗兹菌门相对丰度分别降低到花期的89.45%和42.21%。
在衰亡期，根际土壤测序共获得28 997条优化序列。在门水平上，担子菌门为根系内生真菌的5.61倍，根系内生真菌无被孢霉门，而在根际土壤中其真菌序列占7.29%。在属水平上，各真菌相对丰度差别较大，其中Paraboeremia为该时期根际土壤优势真菌。相较于果期根际土壤真菌，蜡壳耳属仅存在于衰亡期根际土壤中，担子菌门和被孢霉属真菌相对丰度分别为果期的1.53和1.31倍，Saitozyma相对丰度降低到果期的32.32%。
2.3 不同时期真菌群落差异性分析
通过对无距虾脊兰根际土壤与根系测序分析，发现不同生长发育时期物种注释结果存在较大差别，具体差异见表1。其中萌芽期根际土壤和根系优势真菌分别为被孢霉属和红菇属，花期优势真菌分别为青霉属和粗糙孔菌属，果期优势真菌分别为Paraboeremia和蜡壳耳属，衰亡期优势真菌分别为Paraboeremia和镰孢属，不同生长发育时期优势真菌不同。
表 1 物种注释结果统计Table 1 Species annotation results statistics生长
时期优化序
列/条门/个 纲/个 目/个 科/个 属/个 萌芽期 63 660 11 41 91 193 359 花期 92 975 13 46 101 217 367 果期 91 656 12 48 108 224 377 衰亡期 58 997 8 33 75 162 264 在门水平上，子囊菌门真菌在萌芽期、花期和果期的根际土壤与根系中存在显著差异；而被孢霉门真菌则在萌芽期与衰亡期的根际土壤和根系中存在显著差异(图3A，P＜0.05)。在属水平上，被孢霉属、红菇属、罗兹菌门未分类属以及青霉属在萌芽期的根际土壤与根系真菌上差异较为明显。由图4可知：有虫草菌属Cordyceps等321个属为4个时期共有真菌；裸盖菇属Psilocybe等29个属为萌芽期和花期共有真菌，复膜孢酵母属Saccharomycopsis等43个属为花期和果期共有真菌，Melanopsamma等36个属为果期和衰亡期共有真菌，Stenella等23个属为衰亡期和萌芽期共有真菌。
图 3 根际土壤真菌与根系内生真菌在门(A)、属(B)水平下差异显著的类群Figure 3 The endophytic fungi in rhizosphere soil and root were different at phylum (A) and genus (B) level
图 4 属水平不同时期根际土壤真菌与根系内生真菌分布韦恩图Figure 4 Venn diagram of endophytic fungi distribution in rhizosphere soil and root at genus level at different periods从表2可见：果期根系内生真菌的ACE指数、Chao指数、Shannon指数和Sobs指数最高，其次是花期，然后是萌芽期，衰亡期Alpha指数最低。意味着果期根系内生真菌多样性和丰富度最高，衰亡期根系内生真菌多样性和丰富度最低。在无距虾脊兰根际土壤真菌中，花期Alpha多样性指数高于其他3个时期，果期ACE指数、Chao指数和Sobs指数高于萌芽期和衰亡期，萌芽期和衰亡期Alpha多样性指数相对一致。综合来讲，花期的根际土壤真菌多样性和丰富度最高，果期次之。
表 2 Alpha多样性指数Table 2 Alpha diversity indexes样本 Alpha多样性指数 ACE指数 Chao指数 Shannon指数 Sobs指数 Coverage指数 MG 1 983±26 c 1 379±81 ab 3.734±0.522 b 680±104 cd 0.964±0.004 a HG 4 078±3 043 bc 2 337±50 ab 3.724±1.606 b 987±423 bcd 0.968±0.009 a GG 8 681±439 ab 4 499±351 ab 4.221±0.501 b 1 342±161 abc 0.926±0.006 b SG 817±292 c 630±308 b 3.298±0.788 b 210±31 d 0.990±0.005 a MT 4 642±3 043 bc 3 057±1 539 a 5.042±0.191 a 1 243±322 abc 0.926±0.017 b HT 12 860±9 858 a 7 178±4 937 a 5.423±0.221 b 1 926±847 a 0.891±0.027 c GT 6 559±1 695 abc 4 109±826 ab 4.713±1.078 b 1 580±398 ab 0.931±0.017 b ST 5 182±642 abc 3 323±465 ab 4.713±0.684 b 1 198±229 abc 0.908±0.014 bc 说明：数据均为平均值±标准差。同列不同字母表示同一指数在不同样本间差异显著(P＜0.05)。MG. 萌芽期根系；HG. 花期根系；GG. 果期根系；SG. 衰亡期根系；MT. 萌芽期根际土壤；HT. 花期根际土壤；GT. 果期根际土壤；ST. 衰亡期根际土壤。 在同一时期中，萌芽期、花期和衰亡期根际土壤真菌的Alpha多样性指数均高于根系内生真菌，说明在该时期根际土壤真菌多样性和丰富度高于根系内生真菌。果期根系内生真菌ACE指数、Chao指数高于根际土壤真菌，但是根际土壤真菌Shannon指数和Sobs指数高于根系内生真菌。
为了进一步明确无距虾脊兰不同时期根际土壤真菌和根系内生真菌群落结构的差异，本研究采用主成分分析(PCA)分析其真菌群落的相似性和差异性。PCA结果显示：无距虾脊兰在花期、果期、萌芽期、衰亡期有明显的聚类区分(图5A)，主成分1解释了差异的12.92%，主成分2解释了差异的7.73%。其中在主成分1轴上花期区分较为明显，主成分2轴上果期区分较为明显，萌芽期和衰亡期距离较近，意味着衰亡期和萌芽期根际土壤真菌、根系内生真菌类群相似度高，进一步说明无距虾脊兰根际土壤真菌和根系内生真菌群落在整个生长发育时期存在阶段性差异。由图5B可知：4个时期根系内生真菌相较于根际土壤真菌，距离较近，意味着根际土壤真菌彼此间真菌类群差异较大，其中花期和果期尤为明显。另外，在每个时期中根际土壤与根系之间彼此分开较远，相较于各自内部样品之间两者真菌类群差别较为明显，其中根系样品之间内生真菌类群差别小于根际土壤。
图 5 根际土壤真菌与根系内生真菌群落主成分分析Figure 5 Principal component analysis of rhizosphere soil fungi and root endophytic fungi3. 讨论
本研究表明：无距虾脊兰根际土壤真菌和根系内生真菌优势菌门均为担子菌门和子囊菌门。根际土壤真菌类群与根系内生真菌类群相互重叠存在一定相似性，说明有一部分根系内生真菌来自根际土壤真菌。推测由于根系与根际土壤长期互相接触，彼此真菌类群相互影响[19]，且根系对根际土壤真菌具有一定的选择性等原因造成的[20]。从另一方面来讲，彼此之间也相互独立具有一定差异性，根际土壤真菌群落的丰富度、均匀度以及多样性均高于根系内生真菌。在根际处根系经常与其他根系、土壤微生物互作，从而导致了根际土壤真菌多样性高于根内真菌。
在根系内生真菌中，真菌多样性和丰富度从萌芽期到果期依次递增，并在果期达到顶峰，衰亡期又急剧下降。而根际土壤真菌类群变化情况却与之相差较大，从萌芽期到花期逐渐增加，在花期达到顶峰后逐渐下降，衰亡期与萌芽期真菌多样性和丰富度变化相对平稳。这与吕立新等[21]的观点相吻合，夏季真菌多样性高于春季和秋季，随着季节变化，温度、土壤含水量等环境因子相继发生变化，真菌群落结构也随之发生变化。YOKOYA等[22]在研究兰花时也发现了在雨季分离出的真菌，在旱季不一定出现，而同一类真菌的相对丰度也不尽相同。花期为无距虾脊兰生长初期，此时温度适宜、光线充足，周围伴生植物数量增加，土壤和根际土壤真菌丰富度也相应增加。无距虾脊兰果期为每年的7—9月，此时温度高，周围植物数量相较于花期会有所减少，所以果期根际土壤真菌丰富度少于花期。而根系内生真菌出现上述差异情况可能是从萌芽期到果期，无距虾脊兰生长发育需要大量营养物质持续输入，且夏季温度高，需要增加自身抗逆性，因此根系内生真菌种类和丰富度显著增加并在果期达到顶峰。随着冬季的到来，周围植物逐渐进入休眠期，植被凋落物、土壤微生物的分解等都会使土壤有机质增加，从而促进微生物的生长，造成衰亡期真菌群落丰富度的降低[23]。
兰科植物在自然状态下无法自主萌发，内生真菌通过向兰科植物传输营养物质，从而促进种子萌发和原球茎的分化[24]。李孟凯等[25]用镰孢属菌液处理过的铁皮石斛Dendrobium officinale种子胚膨大，种皮有被假根冲破的迹象。内生真菌对兰科植物的促生作用在生长期也有体现。王亚妮[26]研究发现：接种了内生真菌的铁皮石斛，其鲜质量、移栽成活率相比对照均有所增加；此外，张霞[27]研究表明：接种内生真菌的铁皮石斛，其抗旱性明显增强。由此可见，内生真菌在兰科植物生长发育过程中的作用不可忽视。本研究显示：无距虾脊兰不同时期优势真菌及相对丰度不同，推测兰科植物在相应生长期会选择对自己生长益处最大的真菌共生。有研究表明：在碳的需求方面，果期需求是花期的2倍[28]，而花期的优势真菌不能满足果期对生长素等方面的需求，所以不同时期优势真菌的相对丰度会随之发生变化，也进一步证实了内生真菌极易受周围环境和生长阶段影响[29]。
镰孢属和青霉属是兰科植物中常见的内生真菌，在适当的条件下不仅能促进兰科植物种子的萌发和生长发育，还可以有效抑制病原菌的生长。这2种真菌类群在花期和衰亡期属于优势真菌，由此可以推测：镰孢属和青霉属在无距虾脊兰中同样可以促进其生长，并提高其抗病性。庄鑫等[30]研究不同地点朝鲜淫羊藿Epimedium brevicornu生长时期内生真菌表明：蜡壳耳属真菌与淫羊藿中黄酮类化学成分含量成正比，证明蜡壳耳属真菌可以促进植物对磷元素的吸收，促进植物生长，同时增强植株抗灰霉病的能力。被孢霉属真菌被证实在生物分解以及土壤养分转化的过程中发挥重要作用[31]。红菇属曾被认定为菌根真菌，并与多种兰科植物存在共生关系[32]。上述几类真菌均为无距虾脊兰不同时期的优势真菌，但是这几类优势真菌是否与无距虾脊兰菌根真菌存在共生关系，是否对无距虾脊兰生长发育过程中起促进作用，还需采用石蜡切片观察是否在根细胞中形成菌丝结，并结合共生培养视植株的生长状况而定。然而，另外一些公认的菌根真菌，如胶膜菌科Tulasnellaceae在本研究中尚未见到，有研究表明可能与DNA测序区域有关[33]，在后续实验进行高通量测序时可以采取不同的引物。除此之外，可能与植物种类有关，有些真菌广泛存在于多种植物体内，而有些真菌却只与某种特定植物产生共生关系[34]。
4. 结论
本研究表明：在不同生长发育时期，无距虾脊兰真菌群落多样性和丰富度存在较大差异。根际土壤真菌多样性高于根系内生真菌，花期根际土壤真菌多样性最高，果期根系内生真菌最丰富。不同时期优势真菌差别较大，萌芽期根际土壤和根系内生优势真菌分别为被孢霉属、红菇属，花期优势真菌分别为青霉属、粗糙孔菌属，果期分别为Paraboeremia、蜡壳耳属，衰亡期分别为Paraboeremia、镰孢属。
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表 1 养鸡处理对土壤团聚体组成和分形维数的影响
Table 1. Effects of different raising chicken treatments on soil aggregate composition and fractal dimension
处理 不同粒径团聚体质量分数/(g·kg-1) 结构体破坏率/% 不稳定团粒指数/% 分形维数 相关系数 ＞5.00 5.00~2.00 2.00~1.00 1.00~0.50 mm T2400 Ⅰ 275.9±18.5 a 327.7±18.7 a 182.5±15.9 b 116.4±11.2 d 59.3±4.3 d 12.6±1.7 c 21.1±1.4 d 2.174±0.028 d 0.9991±0.004** Ⅱ 104.2±9.9 a 206.3±11.7 a 170.2±12.1 a 168.0±7.5 a 139.8±5.8 a 2.609±0.019 d 0.984±0.002** T1200 Ⅰ 239.6±18.1 b 299.8±17.4 ab 191.6±10.5 ab 140.5±12.0 c 79.0±4.4 c 16.4±2.2 b 27.1±2.0 c 2.248±0.014 c 0.987±0.004** Ⅱ 65.6±9.2 b 124.9±11.9 b 141.1±11.3 b 205.7±17.0 b 191.5±6.3 b 2.680±0.018 c 0.958±0.004** T600 Ⅰ 195.1±17.0 c 276.4±25.9 bc 202.5±4.2 ab 161.4±6.3 b 98.1±7.9 b 18.7±0.5 ab 32.1±1.7 b 2.321±0.031 b 0.983±0.001** Ⅱ 49.7±6.7 c 75.4±7.5 c 119.7±5.2 c 222.3±19.2 b 212.2±17.7 ab 2.725±0.011 b 0.938±0.003** ck Ⅰ 153.0±12.1 d 248.5±5.4 c 213.1±16.0 a 182.0±7.9 a 119.8±8.0 a 20.5±1.2 a 36.7±1.8 a 2.381±0.025 a 0.976±0.004** Ⅱ 22.2±3.3 d 47.1±5.0 d 74.8±5.4 d 259.9±23.2 a 229.2±18.0 a 2.760±0.013 a 0.907±0.008** 说明:Ⅰ为干筛条件; Ⅱ为湿筛条件。同一列数据后不同字母表示差异显著 (P＜0.05) 
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表 2 养鸡对土壤理化性质的影响
Table 2. Effects of different raising chicken treatments on soil physical and chemical properties
处理 容重/(g·cm-3) 非毛管孔隙/% 毛管孔隙/% 总孔隙/% 有机质/(g·kg-1) 碱解氮/(mg·kg-1) 有效磷/(mg·kg-1) 速效钾/(mg·kg-1) T2400 1.165±0.039 b 14.1±0.7 a 36.2±1.3 a 50.3±0.9 a 27.0±0.7 a 130.4±8.8 a 108.2±12.6 a 177.3±11.8 a T1200 1.196±0.047 b 13.0±1.0 ab 35.9±0.7 a 48.9±1.6 ab 23.4±0.6 b 105.3±6.4 b 79.0±7.3 b 129.4±14.4 b T600 1.289±0.045 a 12.6±0.9 ab 35.2±1.0 a 47.8±1.1 b 20.5±0.6 c 90.5±6.6 c 58.3±6.0 c 90.5±7.2 c ck 1.324±0.036 a 12.2±0.8 b 34.8±1.4 a 47.0±0.9 b 16.2±0.8 d 62.1±4.4 d 3.6±0.5 d 39.2±3.5 d 说明：同一列数据后不同字母表示差异显著 (P＜0.05)。
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表 3 分形维数与土壤理化性质的关系
Table 3. Relationship between fractal dimension and soil physical and chemical properties
项目 拟合回归方程相关系数 相关系数 干筛条件 湿筛条件 干筛条件 湿筛条件 容重 D=1.036 3+1.001 1x D=1.850 2+0.678 0x 0.914** 0.861** 非毛管孔隙 D=3.122 4-0.064 9x D=3.256 2-0.043 5x -0.779** -0.725** 毛管孔隙 D=3.230 0-0.026 7x D=3.454 7-0.021 4x -0.646* -0.599* 总孔隙 D=4.101 7-0.037 5x D=3.994 4-0.026 8x -0.730** -0.726** 有机质 D=2.707 9-0.019 6x D=2.991 5-0.013 7x -0.972** -0.944** 碱解氮 D=2.577 1-0.003 1x D=2.898 1-0.002 1x -0.961** -0.925** 有效磷 D=2.402 5-0.002 0x D=2.777 9-0.001 4x -0.941** -0.913** 速效钾 D=2.444 0-0.001 5x D=2.809 8-0.001 1x -0.954** -0.950** 说明:*表示在0.05水平上相关，**表示在0.01水平上相关。
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表 4 养鸡对土壤微生物数量和酶活性的影响
Table 4. Effects of different raising chicken treatments on soil microbial population and enzyme activities
处理 微生物数量/(菌落形成单位·g-1) 蔗糖酶/(mg·g-1·d-1) 脲酶/(mg·g-1·d-1) 磷酸酶/(mg·g-1·d-1) 细菌 (×107) 真菌 (×103) 放线菌 (×105) 总微生物 (×107) T2400 10.59±0.51a 7.75±0.43 a 16.79±0.91a 10.76±0.52 a 11.77±0.54 a 0.497±0.021a 1.211±0.099 a T1200 9.13±0.40 b 4.34±0.37 b 13.09±0.72 b 9.26±0.39 b 9.07±0.25 b 0.364±0.034 b 0.743±0.055 b T600 5.70±0.56 c 3.61±0.24 c 11.35±0.48 c 5.81±0.57 c 8.21±0.37 c 0.303±0.026 c 0.673±0.066 b ck 3.29±0.30d 2.47±0.16d 7.20±0.62d 3.36±0.29d 6.71±0.57 d 0.178±0.020 d 0.242±0.030 c 说明：同一列数据后不同字母表示差异显著 (P＜0.05)。
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表 5 分形维数与土壤微生物数量和酶活性的关系
Table 5. Relationship between fractal dimension and microbial population or enzyme activities
项目 拟合回归方程 相关系数 干筛条件 湿筛条件 干筛条件 湿筛条件 细菌 D=2.471 3-0.026 5x D=2.828 4-0.018 9x -0.952** -0.941** 真菌 D=2.451 8-0.037 6x D=2.818 4-0.027 6x -0.928** -0.946** 放线菌 D=2.546 2-0.021 9x D=2.879 8-0.015 4x -0.952** -0.932** 总微生物 D=2.472 4-0.026 2x D=2.829 2-0.018 6x -0.953** -0.942** 蔗糖酶 D=2.639 5-0.040 1x D=2.958 1-0.029 6x -0.935** -0.961** 脲酶 D=2.502 6-0.660 6x D=2.853 7-0.478 5x -0.958** -0.965** 磷酸酶 D=2.438 2-0.219 3x D=2.806 9-0.158 6x -0.948** -0.954** 说明：**表示在0.01水平上相关。
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https://zlxb.zafu.edu.cn/article/doi/10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.004
