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稻田土壤是保障国家稻米供给的重要支撑[1]。稻田土壤微生物及相关胞外酶是有机质分解和养分循环的主要驱动力，可灵敏指示土壤质量和健康状况，并对促进水稻Oryza sativa生长具有重要作用[2]。施肥是提高稻田土壤质量、保障水稻产量的主要方式，且与作物养分利用率、农田面源污染和微生物介导的温室气体排放存在密切联系[3-4]。因此，研究施用不同类型肥料对土壤养分、微生物数量、酶活性的影响及其驱动的生物化学过程，对了解土壤质量变化及保障国家粮食安全和改善农业环境具有重要的意义。大量研究证明：尽管化肥能够有效提高水稻产量，但长期过量施用化肥也会导致土壤酸化、作物养分利用率低，造成较为严重的环境污染和肥料浪费[5]。周晓阳等[6]研究发现：化肥的过量施用是导致水旱轮作下稻田土壤酸化和面源污染的重要原因。ZENG等[7]研究发现：长期过量施用氮肥不仅引起土壤结构和质量下降，而且进一步恶化了土壤微环境，降低了微生物多样性，抑制了微生物活性和功能，进而阻碍了微生物介导的养分循环过程。因此，有必要寻求有效合理的施肥方法，减少面源污染，提高土壤肥力和微生物活性与功能，促进稻田土壤健康发展。
增施有机肥与有机肥替代部分化肥是减少化肥用量、改善土壤质量、维持养分平衡和降低环境污染的重要途径之一[8]。温延臣等[9]研究发现：有机肥替代部分化肥能协调有机无机养分平衡供应，保证作物产量。在氮磷钾养分投入量相当的情况下，有机肥替代化肥能够提升土壤微生物量碳氮、水溶性碳氮的含量及其比例，提高水稻产量[10]。李小萌等[11]研究发现：施用有机肥可以改善土壤结构，增加土壤孔隙度，促进土壤微生物的生长和繁殖。炭基肥是利用物理或化学方法将生物质炭与氮、磷、钾等养分通过一定比例混合而成的新型肥料，融合了生物质炭与肥料各自的优点，因具备吸附能力强、养分释放缓慢、肥效持久等特点而受到广泛关注[12]。李春阳[13]研究发现：适量施用炭基肥能够提升稻田土壤速效养分含量，增加土壤微生物数量。炭基肥与有机肥替代部分化肥对水稻产量的促进作用可能与有机物料分解促进养分缓慢释放、提高微生物丰度和酶活性有密切关系。常栋等[14]研究表明：炭基肥能直接为微生物生长提供所需的养分，同时其丰富的孔隙结构可以为微生物的栖息提供良好的环境。然而，潘全良等[15]研究表明：炭基肥对土壤蔗糖酶与土壤过氧化氢酶活性有抑制作用。可见，炭基肥对作物生长和土壤微生物的影响与炭基肥种类、制备原料和组分比例、施用量和方式密切相关，其影响还存在不确定性。目前国内针对炭基肥土壤改良研究集中在作物产量、品质、土壤养分等方面[14-15]，其如何影响土壤微生物数量和酶活性尚缺乏系统研究。
基于此，本研究以杭嘉湖平原青紫泥水稻土为供试土壤，利用田间试验，在等量氮、磷、钾养分施用条件下，比较了炭基肥、有机肥替代部分化肥和常规化肥对土壤养分、微生物群落丰度以及土壤酶活性的影响，探讨了土壤酶活性变化的主要影响因素，以期为炭基肥及有机肥替代化肥合理应用和培肥稻田土壤提供科学依据。
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样地位于浙江省桐乡市屠甸镇(30°32′N，120°24′E)。该区域属于杭嘉湖平原，属亚热带季风气候，年平均气温为16.5 ℃。供试土壤为青紫泥水稻土，土壤基本化学性质如下：pH 6.22、总碳14.50 g·kg−1、全氮1.17 g·kg−1、全磷0.56 g·kg−1、有效磷4.90 mg·kg−1、速效钾119.00 mg·kg−1。
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采用田间试验，设置4个处理：对照(不施肥，ck)、常规施肥(CF)、炭基肥(BF)与有机肥替代50%化肥(OF)处理。后3者处理合计氮磷钾养分投入一致，其中：氮肥270 kg·hm−2(以氮计)，磷肥75 kg·hm−2(以五氧化二磷计)，钾肥150 kg·hm−2(以氧化钾计)。以BF处理氮磷钾养分投入为标准，CF和OF投入后养分不足部分用尿素、钙镁磷肥、氯化钾补充，保证各处理之间氮、磷、钾施入量相等。采用随机区组设计，各处理小区面积8 m×4 m，重复3次。小区间用水泥埂隔开，保证各小区不串灌。CF和OF处理分2次施肥，50%作为基肥，50%作为追肥。各处理具体施肥方案如下：CF处理将配方肥按750.0 kg·hm−2、钙镁磷肥125.0 kg·hm−2作为基肥施入，将尿素290.3 kg·hm−2、氯化钾24.2 kg·hm−2作为追肥施入；OF处理将菜籽饼(含全氮50.00 g·kg−1, 全磷1.09 g·kg−1，0.83 g·kg−1)按2700.0 kg·hm−2、钙镁磷肥62.5 kg·hm−2作为基肥施入，将尿素290.3 kg·hm−2、氯化钾196.2 kg·hm−2作为追肥施入。BF处理中炭基肥(18-5-10，含15 %玉米秸秆炭)委托南京勤丰秸秆科技有限公司制备，作为基肥按1500.0 kg·hm−2一次性施入。供试水稻品种为浙优18，2019年6月14日施基肥，6月16日移栽，6月27日追肥，11月4日收获。肥料均匀撒施，各小区田间管理措施均与当地一致。
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于水稻收获时在每个小区按“S”形采样法，随机采集10个表层(0~20 cm)土壤样品，形成混合样。土壤样品过2 mm筛剔除石砾植物根系及残体，混匀分为3份；一部分放置于4 ℃冰箱储存，用以测定土壤微生物生物量及土壤酶活性，一部分放置于−70 ℃冰箱储存，用于土壤总DNA提取，剩余样品于室温风干后用于土壤基础化学性质测定。
土壤化学性质参考鲁如坤[16]方法测定。土壤pH值采用pH计按土水质量比1.0∶2.5测定；土壤总碳和全氮采用元素分析仪(Vario EL Ⅲ，Elementar，德国)测定；有效磷采取0.5 mol·L碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法测定；速效钾采取醋酸铵浸提，火焰光度计测定。铵态氮(NH4 +-N)和硝态氮(NO3 −-N)采用2 mol·L−1氯化钾浸提，流动分析仪测定。溶解性有机碳(DOC)、溶解性氮(DN)采用去离子水浸提，总有机碳分析仪(日本岛津公司)测定。溶解性有机氮(DON)为溶解性氮与铵态氮和硝态氮含量的差值。土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)采用氯仿熏蒸提取法，总有机碳分析仪(日本岛津公司)测定。
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称取0.35 g冷冻干燥后的土壤样品，采用土壤DNA提取试剂盒(DNeasy PowerSoil® Kit，QIAGEN，美国)，按说明书进行土壤DNA提取。提取后的DNA用超微量紫外分光光度计(NanoDrop One，Thermo，美国)测定其浓度和纯度，保存于−20 ℃。本研究分别用引物对338F和518R[17]、NS1F和FungR[18]、344F和517R[19]对细菌16S rRNA基因、真菌18S rRNA基因和古菌16S rRNA基因丰度进行定量分析。反应体系如下：2×SYBR Premix Ex Taq 10 μL(TaKaRa，日本)，10.0 μmol·L−1上游和下游引物各0.5 μL，模板DNA 1.0 μL，无菌双蒸水8.0 μL。质粒及标准曲线的制作参照吴涛等[20]进行。标准曲线及样品测定3次重复，设置空白，反应在荧光定量PCR仪(CFX96TM Real-Time System，Bio-Rad，美国)上进行。
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利用微孔板荧光法[20]测定α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CB)、木聚糖苷酶(XYL)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、N-乙酰基-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(PHOS)等7种参与土壤碳氮磷循环相关的酶活性。以4-羟甲基-7-香豆素(MUB)和7-氨基-4-甲基香豆素(MUC)荧光标记的底物作为酶活性反应底物，通过MUB和MUC荧光强度的变化反映酶活性。土壤荧光酶活性测定参考吴涛等[20]的方法，用多功能酶标仪(Synergy™ H1，Biotek，美国)在荧光激发光 365 nm和检测光波长 450 nm 下测定，酶活性单位为 nmol·g−1·h−1。由于不同类型土壤酶活性差异较大，难以综合反映土壤总体酶活性，本研究采用酶的几何平均值表示单个样品总体的土壤酶活性。
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数据利用SPSS 26.0统计分析，采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和邓肯法(Duncan)多重比较检验不同处理间的差异显著性(P＜0.05)。相关性分析采用皮尔逊(Pearson)相关分析法进行双尾检验确定显著性。冗余分析(RDA)用于检验土壤环境因子对土壤酶活性变化的显著性，单因素置换多元方差分析(one-way PERMANOVA)(999次置换检验)用于分析施肥处理对土壤酶活性影响的显著性(P＜0.05)。
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由表1可见：与ck相比，在水稻收获期各施肥处理对土壤pH、总碳、全氮、有效磷、速效钾和硝态氮均无影响，但显著影响了土壤铵态氮质量分数(P＜0.05)；与CF处理相比，BF处理显著提高了土壤总碳质量分数(P＜0.05)，提高幅度为20.2%；3种施肥处理均提高了土壤铵态氮质量分数，其中CF、BF和OF处理提高幅度分别为84.1%、83.4%和150.7%。
表 1 不同施肥处理对土壤化学性质的影响
Table 1. Effects of different fertilization treatments on soil chemical properties
处理编号 pH 总碳/(g·kg−1) 全氮/(g·kg−1) 有效磷/(mg·kg−1) 速效钾/(mg·kg−1) 硝态氮/(mg·kg−1) 铵态氮/(mg·kg−1) ck 6.24±0.27 a 13.97±1.16 ab 1.93±0.23 a 9.58±0.36 a 139.59±1.06 a 1.18±1.08 a 5.25±2.08 c CF 6.20±0.26 a 12.97±0.15 b 2.23±0.15 a 10.77±1.19 a 157.28±15.69 a 2.86±0.85 a 9.67±0.96 b BF 6.11±0.10 a 15.57±1.18 a 2.27±0.42 a 11.94±2.43 a 133.90±28.88 a 2.09±0.82 a 9.63±2.03 b OF 6.23±0.15 a 14.27±1.24 ab 2.30±0.20 a 11.28±0.43 a 128.97±28.15 a 2.37±1.16 a 13.17±1.60 a 说明：数据为平均值±标准差。同列不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05) -
由表2所见：BF和OF处理对易氧化态碳(ROC)无影响，但显著提高了溶解性有机碳质量分数(P＜0.05)，且OF处理提高幅度高于BF处理；仅OF处理显著提高了溶解性有机氮(DON)和微生物生物量碳(MBC)质量分数(P＜0.05)，提高幅度分别达136.6%和164.0%。由表3可见：与ck相比，仅OF处理显著提高了细菌和真菌丰度及真菌/细菌比(P＜0.05)，提高幅度为34.9%，98.3%和50.0%；CF和BF处理对细菌和古菌丰度无影响，但CF处理显著降低了真菌丰度(P＜0.05)。
表 2 不同施肥处理对土壤溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)质量分数的影响
Table 2. Effects of different fertilization treatments on soil dissolved organic C and N, microbial biomass C and N contents
处理编号 质量分数/(mg·kg−1) MBC/MBN 溶解性有机碳 溶解性有机氮 易氧化态碳 微生物生物量碳 微生物生物量氮 ck 354.49±64.31 b 17.51±4.42 b 3.97±0.02 a 90.36±26.55 b 17.06±3.93 a 5.68±2.62 a CF 414.7±27.81 ab 17.51±2.88 b 3.75±0.26 a 123.63±42.63 b 21.27±5.48 a 6.25±2.84 a BF 484.19±50.53 a 15.02±3.34 b 4.36±0.5 a 117.64±40.05 b 23.47±6.62 a 5.43±2.92 a OF 520.11±65.57 a 41.09±11.84 a 4.14±0.38 a 238.29±102.01 a 26.79±8.02 a 9.09±3.79 a 说明：数据为平均值±标准差。同列不同字母表示各处理间差异显著(P＜0.05) 表 3 不同施肥处理对土壤细菌、真菌、古菌基因丰度的影响
Table 3. Effects of different fertilization treatments on the gene abundances of bacteria, fungi and archaeal
处理编号 细菌丰度/(×109拷贝·g−1) 真菌丰度/(×108拷贝·g−1) 古菌丰度/(×107拷贝·g−1) 真菌/细菌/(×10−2) ck 4.62±0.74 b 0.85±0.36 b 1.25±0.26 a 1.78±0.47 b CF 3.61±0.72 b 0.27±0.03 c 1.26±0.26 a 0.75±0.11 ab BF 4.01±0.98 b 0.67±0.33 bc 1.35±0.43 a 1.89±1.43 ab OF 6.24±0.32 a 1.68±0.33 a 1.89±0.42 a 2.68±0.39 a 说明：数据为平均值±标准差。同列不同字母表示各处理间差异显著(P＜0.05) -
由图1可知：与ck相比，BF和OF处理均提高了土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、纤维二糖苷酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖酶(NAG)和酸性磷酸酶(PHOS)的活性，其中OF处理下4种酶活性分别较ck增加了136.7%、100.0%、177.2%和199.3%，BF处理下4种酶活性分别比ck增加111.6%、76.7%、109.4%和97.3%，而CF处理对其无显著影响。相比ck，3种施肥处理对β-葡萄糖苷酶(BG)、木聚糖苷酶(XYL)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性均无影响。相比CF，BF处理具有更低的BG和XYL活性。OF处理下酶活性几何平均值(GMEA)显著高于ck和CF处理(P＜0.05)。单因素置换多元方差分析表明(图2)：施肥处理显著改变了土壤酶活性(P＜0.05)。冗余分析表明：BF和OF处理下土壤酶活性与ck和CF在第1轴上具有明显分异。铵态氮(NH4 +-N)、溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)及真菌18S rRNA丰度与纤维二糖苷酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖酶(NAG)、酸性磷酸酶(PHOS)和酶活性几何平均值(GMEA)正相关，是显著影响土壤酶活性的环境因子；而其他性质对土壤酶活性变化影响较小。
图 1 不同施肥处理对土壤酶活性的影响
Figure 1. Effects of different fertilization treatments on soil enzyme activities
图 2 土壤化学性质和微生物量变化约束下土壤酶活性的冗余分析
Figure 2. Redundancy analysis of soil enzyme activities constrained by changes in soil chemical properties and microbial abundance
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有机肥单独施用或配施一定量化肥可以显著提高稻田土壤pH，增加土壤有机质和矿质养分含量，从而提高稻田土壤肥力[21]。然而，炭基肥施用对土壤pH及土壤有机质和养分含量的影响结果并非一致[13-14]。李春阳[13]研究发现：适量施用炭基肥能够提高稻田土壤pH以及速效养分含量。杨天昱[22]研究表明：施用炭基肥使辽宁典型稻田土壤有机碳、碱解氮、速效钾含量分别提高了37.55%~41.48%、12.45%~13.55%、12.35%~12.90%。李昌娟等[23]研究表明：施用1.48~3.70 t·hm−2炭基肥5个月后，酸化茶园土壤pH以及铵态氮、硝态氮、速效磷等养分含量显著提高，且随炭基肥施用量的增加而增大。相反，常栋等[14]研究表明：不同用量炭基肥使土壤矿质氮含量降低了30%~49%。本研究中，常规化肥、炭基肥与有机肥替代部分化肥处理均未显著影响土壤pH、总碳、全氮、有效磷和速效钾质量分数，结果与多数报道不一致。这可能与不同肥料的施用量、施肥时间和受试土壤性质等有关。本研究采用菜籽饼替代50%化肥用量，施用量相对偏低，且因菜籽饼相对易分解，可能对水稻收获期土壤有机质、全氮等总养分质量分数影响不大。本研究中炭基肥用量以及其中生物质炭的比例相比李昌娟等[23]的研究结果较低，且只施用1次，可能也无法引起土壤有机碳、氮磷钾养分总量发生显著变化。溶解性有机质作为微生物养分重要来源，在土壤养分供应方面起着重要作用，相比土壤总有机碳和全氮可以更加灵敏反映土壤质量的内在变化[15]。本研究发现：施用有机肥和炭基肥显著提高了土壤水溶性有机碳和铵态氮质量分数，与石丽红等[24]的研究结果较为一致。这可能是因为有机肥和炭基肥具有速效和缓效养分，能够促进植物快速生长，导致更多的有机残余物经分解后以可溶性组分进入土壤。包建平等[25]研究表明：秸秆等有机物料施用可显著提高红壤活性碳组分含量，这是因为秸秆等有机物料分解释放的淀粉、半纤维素和多糖等物质是土壤溶解性有机质和矿质氮的主要来源。
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本研究发现：仅有机肥替代部分化肥处理显著提高了稻田土壤微生物生物量碳、细菌和真菌的基因丰度，而炭基肥和化肥施用对其影响较小。已有研究表明：长期施用化肥可显著降低土壤微生物生物量，抑制土壤微生物和酶活性，而有机肥替代化肥可以改善土壤环境，增加土壤溶解性有机碳和氮源，从而促进微生物生长和繁殖，加快土壤养分周转速率[26-27]。本研究中菜籽饼营养丰富，碳氮比合适，在水稻收获期仍具有较高的水溶性有机碳和铵态氮质量分数，可能刺激了土壤微生物生长。尽管生物质炭在改善土壤结构、持水性、增加土壤养分含量、提高微生物丰度等方面已被广泛认可[28-29]，但炭基肥对土壤结构和微生物丰度的影响相对微弱[30]。陈坤等[30]通过田间定位试验研究表明：猪厩肥以及生物炭均能显著提高土壤微生物磷脂脂肪酸含量和细菌丰度，但炭基肥对其影响较小。相反，陈懿等[31]研究发现：炭基肥增加了植烟土壤细菌、放线菌和真菌数量。炭基肥对土壤微生物的影响可能与炭基肥类型(如有机物料含量)、养分释放状况和水热协调能力等差异有关。本研究表明：炭基肥对细菌和真菌丰度并未产生显著促进作用，可能是单次炭基肥施用难以给微生物提供较多的底物来改善土壤环境。
本研究中，相比对照和化肥，炭基肥及有机肥替代化肥处理显著提高了土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、纤维二糖水解酶(CB)、N-乙酰基-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(PHOS)活性，且有机肥提高幅度更大，而对其他酶活性无影响。这一结果表明炭基肥和有机肥部分替代化肥均有利于促进土壤碳、氮、磷转化相关酶活性，可潜在促进土壤有机质分解。有机肥施用对土壤碳、氮、磷转化相关水解酶活性的促进作用已有广泛报道，这与有机肥含有较高的易分解有机质，有利于促进微生物生长，进而促进微生物胞外酶的产生和酶促反应活性有关[26, 32]。包建平等[25]研究表明：秸秆等有机物料增加了土壤可溶性有机碳源和氮源，促进了β-葡萄糖苷酶(BG)和CB及微生物对葡萄糖、天冬氨酸和丁香酸的利用速率。炭基肥施用对土壤酶活性的影响报道相对较少，且结果存在不一致性。如潘全良等[15]发现：炭基肥对土壤蔗糖酶与土壤过氧化氢酶活性有抑制作用，而对土壤脲酶活性无明显影响；而陈懿等[31]研究显示：施用炭基肥可以提高土壤脲酶和过氧化氢酶活性，其中过氧化氢酶活性增幅达10.6%。以上这些迥异的报道可能与炭基肥中的生物质炭材料、本身养分释放特征以及土壤的养分有效性均有一定关系。本研究中施用炭基肥提高了AG、CB、NAG和PHOS活性，可能与炭基肥施用提高了土壤可溶性有机碳和铵态氮有关。冗余分析证实：铵态氮、溶解性有机碳和氮及真菌丰度与CB、NAG、PHOS正相关，是显著影响土壤酶活性的环境因子。也有相关研究表明：炭基肥含有的生物质炭可能通过吸附酶促反应的底物，促进酶促反应活性，抑制或阻碍酶促反应结合位点，进而抑制酶活性[33]。酶生态化学计量学理论认为：微生物氮、磷养分限制条件可进一步促进NAG和PHOS等胞外酶活性[29]。因此，在相同养分投入下，有机肥和炭基肥促进植物养分吸收也可能加剧了微生物的养分限制，从而促进了氮磷获取酶活性。与化肥的快速养分供给特点不同，有机肥和炭基肥一方面通过自身所含养分的缓慢分解与释放提高了土壤可溶性有机质，另一方面通过提高土壤碳、氮、磷转化酶活性促进养分周转，从而加速稻田土壤养分循环。然而，有机肥和炭基肥对土壤酶活性的影响方式可能存在差异：有机肥主要通过自身的大量可降解性碳氮组分提高微生物量，从而提高相关水解酶活性；炭基肥本身易分解组分含量低，并不能显著提高土壤微生物量，但可通过自身孔隙结构和养分缓释性能调控土壤酶活性。
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在等量氮、磷、钾养分投入下，炭基肥与有机肥替代部分化肥较常规施肥处理对土壤总碳、全氮、有效磷和速效钾质量分数无显著影响，但均提高了土壤α-葡萄糖苷酶、纤维二糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性，且后者提高幅度更大。有机肥替代部分化肥较常规施肥显著提高了土壤微生物生物量碳质量分数、细菌和真菌丰度，而炭基肥对其无影响。因此，有机肥替代部分化肥和炭基肥处理均可提高土壤碳、氮、磷转化酶活性，促进稻田养分周转。
Effects of biochar-based fertilizer and organic fertilizer substituting chemical fertilizer partially on soil microbial abundances and enzyme activities
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摘要:
目的 探究炭基肥施用和有机肥替代部分化肥对土壤养分含量、微生物丰度和酶活性的影响，分析土壤酶活性变化的主要驱动因子，为提高稻田土壤质量和新型肥料应用提供科学依据。 方法 在杭嘉湖平原典型稻田进行田间小区试验，供试土壤为青紫泥稻田土。设置4个处理：不施肥对照(ck)、常规施肥(CF)、炭基肥(BF)及有机肥替代50%化肥(OF)，3种施肥处理的氮、磷、钾投入量一致。处理开始于2019年6月，于2019年11月水稻Oryza sativa收获后采集0~20 cm土壤样品，测定土壤碳氮组分质量分数、细菌、真菌和古菌丰度及土壤碳氮磷循环相关酶活性。 结果 与CF处理相比，BF和OF处理对土壤pH、总碳、易氧化态碳、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮质量分数无显著影响，而OF处理显著提高了土壤铵态氮和溶解性有机氮质量分数。与ck相比，OF处理显著提高了土壤微生物生物量碳质量分数(164%)、细菌16S rRNA (35%)和真菌18S rRNA基因拷贝数(98%)及真菌/细菌比(50%)，而BF处理对上述指标无影响。3种施肥处理对β-葡萄糖苷酶、木聚糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性均无影响，而BF和OF处理显著提高了土壤α-葡萄糖苷酶(111%和136%)、纤维二糖苷酶(77%和100%)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(109%和177%)和酸性磷酸酶(97%和199%)活性，OF处理平均提高幅度高于BF处理。冗余分析表明：土壤铵态氮、溶解性有机碳和氮、真菌丰度是影响土壤酶活性变化的主要驱动因子。 结论 相比常规施肥，有机肥替代部分化肥和炭基肥施用提高了土壤碳氮磷转化相关酶活性，且有机肥替代部分化肥进一步提高了微生物丰度，对促进稻田土壤养分周转具有重要意义。图2表3参33 Abstract:Objective The objective is to provide a scientific basis for improving rice paddy soil quality and for the application of new fertilizer, by investigating the effects of biochar-based fertilizer and organic fertilizer substituting chemical fertilizer partially on soil nutrients contents, microbial abundances and enzyme activities, and investigated the driving factors for soil enzyme activities. Method A field experiment was conducted in a typical rice paddy located in Hangjiahu Plain, which soil is Qingzini paddy soil. Four treatments, namely no fertilizer control (ck), conventional fertilizer (CF), biochar-based fertilizer (BF) and organic fertilizer substitution of 50% chemical fertilizer (OF), were laid out with the three fertilization treatments had consistent input of N, P and K amount. The field trail was initiated on June 2019 and soil sampling were collectted on November, 2019. Topsoils (0−20 cm) were sampled to investigate changes in soil carbon and nitrogen fractions, bacterial, fungal and archaeal abundances and enzyme activities involved in C, N and P cycling. Result Compared with CF, BF and OF treatments had no effects on soil pH, total C and N, available P and K and nitrate contents, but OF significantly increased soil ammonia and dissolved organic C contents. Compared with ck, OF treatment increased the content of soil microbial biomass carbon (MBC) by 164%, bacterial 16S rRNA gene abundance by 35% and fungal 18S rRNA gene abundances by 98% and fungi/bacteria ratio by 50%, while BF and CF had no effects on them. The three fertilization treatments had no effects on the activities of β-glucosidase, β-xylosidase and Leucine aminopeptidase, whereas BF and OF treatments significantly increased the activities of α-glucosidase (AG) by 111%和136%, β-cellobiosidase (BG) by 77%和100%, β-N-acetylglucosaminidase (NAG) by 109%和177% and acid phosphatase (PHOS) by 97%和199%, respectively. Redundant analysis indicated that changes in soil enzyme activities were strongly dependent on the contents of soil ammonia, dissolved organic C and N, and fungal abundances. Conclusion The application of organic fertilizer and biochar-based fertilizer significantly increased soil enzyme activities involved in C, N and P cycling, with the OF treatment further increased soil microbial abundance, which was beneficial for soil nutrient cycling. [Ch, 2 fig. 3 tab. 33 ref.] -
Key words:
- organic fertilizer /
- biochar-based fertilizer /
- soil microbes /
- soil enzymes
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在昆虫与植物的关系中，植物化学成分、形态特征和各种环境因子等影响着昆虫对寄主选择，其中寄主植物释放的挥发性物质起着关键的作用[1]。植物的特异性化学物质诱导昆虫产生多种行为，如寄主定向、产卵行为、取食行为等[2]。研究植食性昆虫对寄主植物气味的趋性有助于了解植食性昆虫寄主选择的机制[3]，探索新的害虫防控措施，在利用天然活性物质、抗虫育种和生物防治中具有积极意义[4]。大量文献报道：昆虫利用植物所释放的化学信号物质进行寄主定向。如马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata依靠马铃薯Solanum tuberosum叶片气味产生定向选择[5]，十字花科Brassicaceae所释放的芥子油对小菜蛾Plutella xylostella具有吸引作用[6]，寄主白菜Brassica pekinensis气味对桃蚜Myzus persicae有明显的引诱作用[7]，烟草甲Lasioderma serricorne对不同辣椒Capsicum annuum挥发物表现出极显著的趋向作用[8]。根据缨翅目Thysanoptera蓟马科Thripidae昆虫借助植物气味寻找寄主的特性，将烟碱乙酸酯和苯甲醛混合在一起制成诱芯在田间使用，能够准确预测花蓟马的发生及为害时期，并且能大量诱杀蓟马成虫[9]。天牛科Cerambycidae、郭公甲科Cleroidea、象甲科Curculionidae和小蠹虫科Scolytidae的昆虫能被松针叶的挥发物α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯和莰烯所引诱[10]。但有关寄主植物气味是否对绿带妒尺蛾Phthonoloba viridifasciata存在引诱作用还未见报道。
绿带妒尺蛾隶属于鳞翅目Lepidoptera尺蛾科Geometridae，是桫椤Alsophila spinulosa和小黑桫椤Alsophila metteniana的食叶昆虫之一[11]。在贵州赤水桫椤国家级自然保护区内1 a发生4~5代，幼虫以取食嫩叶为主，虫害暴发期，可将嫩叶和成叶取食殆尽，严重影响了桫椤的正常发育和繁殖[12]。桫椤和小黑桫椤隶属于桫椤科Cyatheaceae桫椤属Alsophila蕨类植物，其中桫椤是世界濒危植物[13-14]、中国二级珍惜保护植物[15]。目前桫椤和小黑桫椤对绿带妒尺蛾有效防治研究较少。避免使用化学农药带来的问题，寻找绿色的防控措施对促进有害生物的可持续控制意义重大[16]。研究绿带妒尺蛾幼虫对桫椤和小黑桫椤的趋向行为和寄主植物叶片的化学成分，能为桫椤和小黑桫椤的虫害防控筛选合适的引诱剂提供依据。
1. 材料与方法
1.1 供试昆虫
绿带妒尺蛾幼虫采自贵州赤水桫椤国家级自然保护区。将野外在桫椤上采集到的初孵幼虫放置于SPX型智能生化培养箱(SPX-280， 宁波江南仪器厂)内饲喂成2龄幼虫，饲养条件：温度(26±1) ℃，相对湿度为(70±10)%，光周期为14 h 光照/10 h黑暗(7:00—20:00为光照期，20:00—7:00为黑暗期)。预实验表明：初孵幼虫活动能力弱，而幼虫虫龄越大，由于取食经历会形成记忆对饲养植物偏爱，故选择2龄幼虫进行饥饿处理(24 h)作为待测幼虫。
1.2 材料
直径12.0 cm的培养皿、直径1.5 cm的打孔器、绿色滤纸、镊子、圆形滤纸、养虫盒(长14.3 cm×宽8.5 cm×高4.0 cm)、黑色塑料薄膜、正己烷有机溶剂(天津市科密欧化学试剂有限公司)、HP6890/5975C气质联用仪GC/MS(美国安捷伦公司)、150 mL锥形瓶、胶头滴管等。
1.3 供试植物
采样点位于贵州赤水桫椤国家级自然保护区内大水沟(28°25′10.69″N，106°01′14.85″E)，海拔为614 m。供试植物为桫椤、小黑桫椤、中华复叶耳蕨Arachniodes chinensis和肾蕨Nephrolepis auriculata。将野外采集到的当年生新鲜叶片带回室内低温保存，测定前将4种蕨类植物嫩叶用蒸馏水冲洗干净后，打孔器制作成1.5 cm大小的植物叶碟。对照为非寄主植物中华复叶耳蕨和肾蕨，以及绿色叶碟(外形与桫椤和小黑桫椤叶碟大小相同的绿色滤纸)。
1.4 方法
1.4.1 绿带妒尺蛾幼虫对植物叶碟与绿色叶碟的趋性选择
光照和黑暗条件下，桫椤和小黑桫椤叶碟分别与绿色叶碟组合，各取2片叶碟共4个处理，1次1头，每处理重复测定60头。
1.4.2 绿带妒尺蛾幼虫对不同蕨类植物的趋性选择
黑暗条件下，桫椤和小黑桫椤分别与肾蕨和中华复叶耳蕨组合，共4个处理，1次1头，每处理重复测定50头；桫椤和小黑桫椤配对，各取2片叶碟，1次1头，重复测定65头。
1.4.3 绿带妒尺蛾幼虫在4种蕨类植物共存时的趋性选择
黑暗条件下，4种蕨类植物共存时，各取2片叶碟，“十字”交叉等距离放置于培养皿底部边缘，共1个处理，1次1头，重复测定120头。
1.5 生物测定
利用培养皿[17]测定绿带妒尺蛾幼虫对不同叶碟的选择频次。选用直径为12.0 cm的培养皿，在底部铺垫相同直径的圆形滤纸，测定前在滤纸上均匀喷洒少量蒸馏水保湿。将制作好的叶碟(图1)放置，以“十”字交叉排列等距离放在培养皿的底部边缘。放置完成后，在培养皿中央接入1头已饥饿的绿带妒尺蛾幼虫，以幼虫接触叶碟并停留(3 min)作为选择的标准(一直停留在待选择区域的幼虫则记为无效选择，不计数)，每头观察15 min，记录观察幼虫对不同叶碟的趋向选择情况，每次测定结束后更换新的试虫，并清理培养皿中的实验材料，蒸馏水清洗干燥后用于下次测定[18]。
整个实验在室内进行，测定时间为13:00—17:00。黑暗条件将培养皿用黑色塑料薄膜遮盖。
1.6 桫椤和小黑桫椤挥发物化学成分分析
1.6.1 样品制定
称取5 g桫椤和小黑桫椤新鲜嫩叶，分别放置于150 mL锥形瓶中。用胶头滴管提取10 mL的正己烷加入瓶中浸湿叶片，同时每间隔5 min振荡1次，30 min后加入2 mL的正己烷(分3次润洗)经无水硫酸钠过滤，获得粗提物。重复3次。放入−20 ℃的冰箱内密封低温保存。进样前，用99.99%的高纯氮气浓缩至1 mL。
1.6.2 气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析
使用HP6890/5975C气质联用仪 GC/MS(美国安捷伦公司)对2种桫椤植物嫩叶粗提物样品进行化学成分分析。色谱柱为Agilent HP-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm)弹性石英毛细管柱，初始温度70 ℃(保留2 min)，以5 ℃·min−1升温至110 ℃，再以10 ℃·min−1升温至310 ℃，运行时间为45 min；汽化室温度为250 ℃；载气为高纯氦气(99.999%)；柱前压为0.127 5 MPa，载气流量为1.0 mL·min−1，不分流，溶剂延迟时间为6 min。离子源为电子轰击离子源(EI)，离子源温度为230 ℃；四极杆温度为150 ℃；电子能量为70 eV；发射电流为34.6 μA；倍增器电压为1 729Ｖ；接口温度为280 ℃；质量范围为29~500。
1.7 数据处理
用Excel统计数据，用R语言进行数据分析，使用卡方检验比较绿带妒尺蛾幼虫对不同处理的趋性选择，用Origin 2021作图。对总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist17和Wiley275标准质谱数据，用峰面积归一化法测定了各化学成分的相对含量。选择率=(选择虫数/测试虫总数)×100%[10]
2. 结果与分析
2.1 绿带妒尺蛾幼虫对植物叶碟的趋性选择
如表1所示：无论在光照或黑暗条件下，绿带妒尺蛾幼虫对2种蕨类植物叶碟的选择频次均极显著大于对绿色叶碟的选择频次(P＜0.01)，说明寄主植物气味可对绿带妒尺蛾幼虫产生引诱作用。光照环境下对桫椤和小黑桫椤的选择率略低于黑暗环境下的选择率，可能是在视觉作用下，绿带妒尺蛾幼虫被外形相似的绿色叶碟所“蒙骗”，导致光照条件下选择绿色叶碟的频次略大于在黑暗下的选择频次，视觉可能在寄主选择中也发挥着一定得作用。
表 1 绿带妒尺蛾幼虫对桫椤和小黑桫椤叶碟的趋性选择Table 1 Selection frequencies of P. viridifasciata larvae towards A. spinulosa and A. metteniana leaf discs respectively组合 条件 选择
频次选择
率/%χ2 P 显著性 桫椤/绿色叶碟 光照 41 68.7 8.07 0.004 5 ** 黑暗 49 81.7 24.07 9.306E−07 ** 小黑桫椤/绿色叶碟 光照 46 78.3 17.07 3.609E−05 ** 黑暗 48 80.0 21.60 3.359E−06 ** 说明：组合为实验组/对照组，绿色叶碟为对照，n=60； **表示差异极显著(P＜0.01) 2.2 绿带妒尺蛾幼虫对不同蕨类植物的趋性选择
由表2显示：黑暗条件下，绿带妒尺蛾幼虫对桫椤分别与中华复叶耳蕨、肾蕨组合，小黑桫椤分别与中华复叶耳蕨、肾蕨组合的趋性选择均差异极显著(P＜0.01)，说明绿带妒尺蛾幼虫能依靠寄主植物气味信息准确识别寄主。绿带妒尺蛾幼虫对桫椤和小黑桫椤的选择频次无显著差异(P＞0.05)，说明2种植物的气味都可以对绿带妒尺蛾幼虫产生一定的吸引作用。
表 2 绿带妒尺蛾幼虫在不同蕨类植物比较时的选择频次Table 2 Selection frequencies of P. viridifasciata larvae towards combinations of different ferns组合 选择频次 χ2 P 显著性 实验组 对照组 桫椤/中华复叶耳蕨 41 9 20.48 6.026E−06 ** 桫椤/肾蕨 37 13 11.52 0.000 6 ** 小黑桫/中华复叶耳蕨 39 11 15.68 7.501E−05 ** 小黑桫椤/肾蕨 37 13 11.52 0.000 6 ** 桫椤/小黑桫椤 36 29 0.75 0.385 3 ns 说明：组合为实验组/对照组，n=50；**表示差异极显著 (P＜0.01)；ns表示差异不显著(P＞0.05) 2.3 绿带妒尺蛾幼虫在4种蕨类植物共存时的趋性选择
如表3所示：黑暗条件下，在4种蕨类叶碟共存时，绿带妒尺蛾幼虫对不同蕨类叶碟的选择频次差异显著(P＜0.05)，其中对桫椤的选择频次最高，占总频次的38.3%。这说明在多植物环境下，绿带妒尺蛾幼虫可以准确判断最适宜的寄主植物，桫椤叶片所释放的挥发物对绿带妒尺蛾幼虫的定向选择具有更强烈的引诱作用。
表 3 绿带妒尺蛾幼虫在4种蕨类植物共存条件下的选择反应Table 3 Selection responses of P. viridifasciata larvae towards different ferns presented together植物 选择频次 选择率/% χ2 P 显著性 桫椤 46 38.3 15.8 0.001 2 ** 小黑桫椤 34 28.3 中华复叶耳蕨 21 17.6 肾蕨 19 15.8 说明：n=120；*表示差异极显著(P＜0.01) 2.4 桫椤和小黑桫椤植物化学成分
通过GC-MS分析得到桫椤和小黑桫椤嫩叶浸提物的总离子流图TIC(图2)。初步确定2种桫椤的化学组分主要是烃类、醇类、醛类等，共检测出34种化合物。其中桫椤的化合物成分有23种，小黑桫椤的化合物成分有19种，同时2种桫椤共有物质有8种。由表4可知：2种桫椤的主要成分为烃类，桫椤中相对含量最高的是二十五烷(7.75%)，小黑桫椤相对含量最高的是正二十七烷(8.84%)。其次是醇类，桫椤有5种，小黑桫椤2种，桫椤和小黑桫椤共有 γ-谷甾醇、豆甾烷醇，γ-谷甾醇(5.25%)和豆甾烷醇(8.21%)在小黑桫椤的挥发性成分中所占比例要高于桫椤，而叶醇(3.04%)仅在桫椤中存在。醛类、有机酸类、脂类、胺类在桫椤和小黑桫椤中的相对含量均相对较低，对甲氧基肉桂酸辛酯在桫椤中的相对含量仅有0.35%，庚醛在小黑桫椤中的相对含量仅为0.1%。说明在化合物组成上，桫椤和小黑桫椤既存在相似性，同时也具有一定的差异性。
图 2 桫椤和小黑桫椤嫩叶浸提物总离子流图Figure 2 Total ion current diagram of the young leaves of A. spinulosa and A. metteniana表 4 寄主植物叶片浸提物成分分析Table 4 Analysis of chemical compounds of leaf extractive substances from host plants化合物 CAS号 相对含量/% 化合物 CAS号 相对含量/% 桫椤 小黑桫椤 桫椤 小黑桫椤 十二烷 dodecane 112-40-3 0.95±0.14 正三十二烷 dotriacontane 544-85-4 1.58±0.18 2.74±0.05 二十二烷 docosane 629-97-0 0.63±0.08 叶醇 3-hexen-1-ol, (Z)- 928-96-1 3.04±1.52 二十四烷 tetracosane 646-31-1 3.90±0.01 1-辛烯-3-醇 1-octen-3-ol 3391-86-4 0.43±0.13 二十五烷 pentacosane 629-99-2 7.75±1.10 8.71±1.72 麦角甾烷醇 ergostanol 1694036 0.78±0.38 二十六烷 hexacosane 630-01-3 5.76±0.35 γ-谷甾醇 gamma.-sitosterol 83-47-6 4.40±0.99 5.25±0.56 二十七烷 heptacosane 593-49-7 6.08±0.35 豆甾烷醇 stigmastanol 19466-47-8 4.39±0.70 8.21±0.69 二十八烷 octacosane 630-02-4 6.66±1.14 7.32±0.41 反式-2-己烯醛 2-hexenal, (E)- 6728-26-3 3.93±1.60 二十九烷 nonacosane 630-03-5 4.21±0.25 壬醛 nonanal 124-19-6 0.70±0.25 1.80±1.00 三十烷 triacontane 638-68-6 2.50±0.18 庚醛 heptanal 111-71-7 0.10±0.06 三十一烷 hentriacontane 630-04-6 2.31±0.23 棕榈酸 n-hexadecanoic acid 21096 0.79±0.45 正二十三烷 tricosane 638-67-5 1.53±0.06 2.15±0.54 α-亚麻酸 9,12,15-octadecatrienoic
acid, (Z,Z,Z)-463-40-1 2.12±1.72 正二十四烷 tetracosane 646-31-1 5.52±1.22 对甲氧基肉桂酸辛酯 2-propenoic acid,
3-(4-methoxyphenyl)-, 2-ethylhexyl ester5466-77-3 0.35±0.17 0.40±0.29 正二十六烷 hexacosane 630-01-3 8.06±1.43 对甲氧基肉桂酸异辛酯 2-ethylhexyl
trans-4-methoxycinnamate83834-59-7 0.31±0.14 正二十七烷 heptacosane 593-49-7 8.84±1.60 油酸酰胺 9-octadecenamide, (Z)- 301-02-0 0.58±0.17 正二十九烷 nonacosane 630-03-5 6.73±0.39 十六烷基二甲基叔胺 dimethyl palmitamine 112-69-6 0.31±0.01 正三十烷 triacontane 638-68-6 4.18±0.14 十八烷基二甲基叔胺 dimantine 124-28-7 0.93±0.11 正三十一烷 hentriacontane 630-04-6 4.15±0.22 4-乙烯基-2-甲氧基苯酚 2-methoxy-
4-vinylphenol7786-61-0 0.34±0.02 说明：表中数据是平均值±标准差(n=3)；若为空白，则说明未检测到或者相对含量很低 3. 讨论
植物挥发性物质是一类组成复杂、分子量为100~200的混合物质，主要包括烷烃类、醇类、醛类、酸类等，并以一定的比例组成植物独有的化学指纹图谱对植食性昆虫产生嗅觉刺激[19]。本研究发现：桫椤和小黑桫椤叶片具有相似的化学指纹图谱，化合物成分组成都以烃类为主，其次是醇类、醛类、酸类、脂类等。植物挥发物在植食性昆虫寄主选择中发挥着重要作用[20]。植食性昆虫依据植物挥发物对特定植物进行定向选择，最终识别寄主植物进行取食或产卵[21]。本研究发现：在光照和黑暗环境下，桫椤和小黑桫椤分别与绿色叶碟组合时，绿带妒尺蛾幼虫对桫椤和小黑桫椤有明显的趋向选择，可见桫椤和小黑桫椤释放的气味对绿带妒尺蛾幼虫有引诱作用。植食性昆虫在寄主选择时，视觉和嗅觉发挥着重要作用[22]。如苹果实蝇Rhagoletis pomonella寻找寄主植物时，嗅觉会与视觉相互作用[23]。在光照条件下，寄主植物和绿色叶碟共存时，尽管外形相似，绿带妒尺蛾幼虫依然可以准确选择寄主植物。
植物挥发物作为引导植食性昆虫的一种利他素，为植食性昆虫—植物二级营养关系建立过程中的信息化学物[24]。植食性昆虫凭借植物的化学图谱识别寄主植物和非寄主植物[25]。在一定距离内，昆虫通过嗅觉感官感知浓度达到一定阈值水平的化合物组成所代表的植物信息[26]。本次研究表明：当寄主植物和非寄主植物对比时，绿带妒尺蛾幼虫可以准确识别寄主植物，说明幼虫可被寄主植物所吸引[27]。如曹凤勤等[28]研究B型粉虱Bemisia tabaci对不同植物挥发物的行为反应结果表明：寄主植物挥发物对其有明显引诱作用。黄胸蓟马Thrips hawaiiensis对寄主植物挥发物有特殊偏好[29]。荔枝Litchi chinensis叶片气味对粗胫翠尺蛾Thalassodes immissaria具有导向作用[30]。当2种寄主植物对比时，绿带妒尺蛾幼虫对两者的选择并无差异，可能同为桫椤属蕨类植物，两者在化合物组成和含量上存在相似性。本研究通过GC-MS分析桫椤和小黑桫椤叶片的化合物成分证实，2种桫椤共有8种化合物。
从进化的角度来看，昆虫面临着强大的选择压力，如在寻找寄主时，往往要面对复杂的气味环境[31]。昆虫的感觉系统和搜索机制已经进化到处理复杂的化学物质，从而有效地定位合适的宿主来最大化自身的适应性[32]。如在6种植物共存时，烟叶蛾初孵幼虫可准确识别最适宜寄主植物烟草Nicotiana tabacum[33]。本研究中，在4种蕨类都存在时，绿带妒尺蛾幼虫可准确识别最适宜寄主植物桫椤，说明对寄主气味存在高度的特异性和敏感性[34]。在桫椤中存在的叶醇具有一定的青草气味，同时也作为昆虫警报、集合利用的信息素，并且还可作为防御、忌避、通信和环境安全的重要工具[35-36]，这可能是绿带妒尺蛾幼虫更趋向桫椤的原因之一。同时，在鳞翅目昆虫中，由于幼虫活动能力受限，主要依赖于成虫对寄主植物的产卵选择[37]，如产卵假说认为雌性成虫更容易将卵产在有利于后代发育的寄主植物上[38]。田间采集情况发现，幼虫主要集中分布在桫椤叶上，但成虫具体如何产卵选择，还需进一步研究。
4. 结论
绿带妒尺蛾幼虫鉴别寄主植物和非寄主的能力较强，能被桫椤和小黑桫椤所吸引，同时桫椤释放的挥发物对其具有更强烈的引诱作用。GC-MS结果显示：在桫椤中存在的叶醇和壬醛有望作为绿带妒尺蛾的引诱剂成分。
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图 1 不同施肥处理对土壤酶活性的影响
Figure 1 Effects of different fertilization treatments on soil enzyme activities
图 2 土壤化学性质和微生物量变化约束下土壤酶活性的冗余分析
Figure 2 Redundancy analysis of soil enzyme activities constrained by changes in soil chemical properties and microbial abundance
表 1 不同施肥处理对土壤化学性质的影响
Table 1. Effects of different fertilization treatments on soil chemical properties
处理编号 pH 总碳/(g·kg−1) 全氮/(g·kg−1) 有效磷/(mg·kg−1) 速效钾/(mg·kg−1) 硝态氮/(mg·kg−1) 铵态氮/(mg·kg−1) ck 6.24±0.27 a 13.97±1.16 ab 1.93±0.23 a 9.58±0.36 a 139.59±1.06 a 1.18±1.08 a 5.25±2.08 c CF 6.20±0.26 a 12.97±0.15 b 2.23±0.15 a 10.77±1.19 a 157.28±15.69 a 2.86±0.85 a 9.67±0.96 b BF 6.11±0.10 a 15.57±1.18 a 2.27±0.42 a 11.94±2.43 a 133.90±28.88 a 2.09±0.82 a 9.63±2.03 b OF 6.23±0.15 a 14.27±1.24 ab 2.30±0.20 a 11.28±0.43 a 128.97±28.15 a 2.37±1.16 a 13.17±1.60 a 说明：数据为平均值±标准差。同列不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05) 
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表 2 不同施肥处理对土壤溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)质量分数的影响
Table 2. Effects of different fertilization treatments on soil dissolved organic C and N, microbial biomass C and N contents
处理编号 质量分数/(mg·kg−1) MBC/MBN 溶解性有机碳 溶解性有机氮 易氧化态碳 微生物生物量碳 微生物生物量氮 ck 354.49±64.31 b 17.51±4.42 b 3.97±0.02 a 90.36±26.55 b 17.06±3.93 a 5.68±2.62 a CF 414.7±27.81 ab 17.51±2.88 b 3.75±0.26 a 123.63±42.63 b 21.27±5.48 a 6.25±2.84 a BF 484.19±50.53 a 15.02±3.34 b 4.36±0.5 a 117.64±40.05 b 23.47±6.62 a 5.43±2.92 a OF 520.11±65.57 a 41.09±11.84 a 4.14±0.38 a 238.29±102.01 a 26.79±8.02 a 9.09±3.79 a 说明：数据为平均值±标准差。同列不同字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)
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表 3 不同施肥处理对土壤细菌、真菌、古菌基因丰度的影响
Table 3. Effects of different fertilization treatments on the gene abundances of bacteria, fungi and archaeal
处理编号 细菌丰度/(×109拷贝·g−1) 真菌丰度/(×108拷贝·g−1) 古菌丰度/(×107拷贝·g−1) 真菌/细菌/(×10−2) ck 4.62±0.74 b 0.85±0.36 b 1.25±0.26 a 1.78±0.47 b CF 3.61±0.72 b 0.27±0.03 c 1.26±0.26 a 0.75±0.11 ab BF 4.01±0.98 b 0.67±0.33 bc 1.35±0.43 a 1.89±1.43 ab OF 6.24±0.32 a 1.68±0.33 a 1.89±0.42 a 2.68±0.39 a 说明：数据为平均值±标准差。同列不同字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)
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