种植行比：解锁马铃薯间作蚕豆体系土壤生态密码

种植行比：解锁马铃薯间作蚕豆体系土壤生态密码一、引言1.1研究背景在农业可持续发展的大背景下，合理的种植模式对于提高土地利用率、保障粮食安全以及维护生态平衡至关重要。间作作为一种传统且高效的种植方式，在我国农业生产中占据着重要地位。它通过将不同种类的作物在同一地块上进行间隔种植，充分利用了空间、光照、水分和养分等资源，实现了土地生产力的最大化。谷类和豆类作物间作对于粮食生产的可持续性具有重要意义，这一模式已在玉米与大豆、小麦与大豆、小麦与玉米等多种间作体系中得到验证。马铃薯（Solanumtuberosum）作为全球第四大重要的粮食作物，在我国的种植面积广泛，其富含碳水化合物、维生素以及矿物质等营养成分，不仅是人们日常饮食中的重要组成部分，还在食品加工、淀粉生产等领域有着广泛应用。蚕豆（Viciafaba）则属于豆科植物，具有强大的固氮能力，能够将空气中的游离氮转化为植物可利用的氮素，从而提高土壤肥力。同时，蚕豆也是优质的蛋白质来源，可作为蔬菜、饲料以及食品加工原料。马铃薯与蚕豆的间作体系，充分结合了两者的生长特性和优势，实现了资源的互补利用。蚕豆的固氮作用为马铃薯生长提供了额外的氮源，减少了氮肥的施用，降低了生产成本，同时也有利于土壤生态环境的保护；而马铃薯较高的植株为蚕豆提供了一定的遮荫，在一定程度上改善了蚕豆的生长微环境，减少了高温对蚕豆的不利影响。这种间作模式还能够有效减少病虫害的发生，提高农田的产出效益，对于保障粮食安全和促进农业可持续发展具有重要意义。例如，在青海地区，当地农民长期采用马铃薯与蚕豆间作的方式，不仅提高了土地的产出，还改善了土壤质量，增加了收入。在马铃薯与蚕豆间作体系中，种植行比是一个关键因素，它直接影响着作物间的资源竞争与互补关系。不同的种植行比会导致作物在田间的空间分布不同，进而影响光照、水分和养分的分配。合理的种植行比能够使两种作物充分发挥各自的优势，实现产量和品质的最大化；而不合理的种植行比则可能导致资源分配不均，使部分作物生长受到抑制，降低整体效益。比如，当蚕豆行比过大时，可能会导致马铃薯光照不足，影响其光合作用和块茎膨大；反之，若马铃薯行比过大，蚕豆的固氮作用可能无法充分发挥，土壤肥力提升效果不明显。因此，深入研究种植行比对马铃薯间作蚕豆体系的影响，对于优化间作模式、提高农业生产效益具有重要的现实意义。1.2研究目的与意义本研究旨在深入剖析种植行比对马铃薯间作蚕豆体系中土壤养分及细菌群落的影响。通过系统研究不同种植行比下土壤的物理、化学性质变化，揭示土壤养分的动态变化规律，包括氮、磷、钾等大量元素以及微量元素的含量变化，以及土壤酸碱度、有机质含量等指标的改变情况，进一步探究种植行比如何通过影响土壤养分状况，进而作用于土壤细菌群落的结构与功能。通过高通量测序等技术，分析不同处理下土壤细菌的种类、丰度和多样性，以及优势菌群的组成和变化，明确土壤细菌群落与土壤养分之间的相互关系，为揭示马铃薯间作蚕豆体系的生态机制提供科学依据。本研究具有重要的理论与实践意义。在理论方面，有助于深化对间作种植模式下土壤生态系统的理解，丰富间作体系中植物-土壤-微生物相互作用的理论知识，为进一步研究多物种共存的农业生态系统提供参考；在实践层面，研究结果能够为马铃薯与蚕豆间作的田间管理提供科学指导，通过优化种植行比，实现土壤养分的高效利用和土壤微生物群落的良性发展，从而提高作物产量和品质，减少化肥使用，降低农业生产成本，促进农业的可持续发展，对于保障粮食安全和生态环境的稳定具有重要的现实意义。1.3国内外研究现状在间作种植模式的研究领域，马铃薯与蚕豆间作体系凭借其显著的生态和经济优势，受到了国内外学者的广泛关注。国外方面，一些研究聚焦于间作模式对土地资源利用效率的提升。例如，有学者在研究中指出，不同作物间作能够通过合理的空间布局，提高对光、热、水、肥等资源的利用效率，减少资源浪费，进而增加单位面积的作物产量。在马铃薯与蚕豆间作的研究中，国外学者发现，这种间作模式能够有效利用蚕豆的固氮特性，为马铃薯生长提供额外的氮素营养，减少氮肥的施用量，同时提高土壤肥力，实现农业的可持续发展。例如，[具体文献]的研究表明，在马铃薯与蚕豆间作体系中，蚕豆的根瘤菌能够固定空气中的氮素，使土壤中的氮含量增加[X]%，从而促进马铃薯的生长和发育。国内对于马铃薯与蚕豆间作体系的研究更为深入和全面。在产量与经济效益方面，大量研究表明，合理的间作模式能够显著提高马铃薯和蚕豆的总产量和经济效益。马自林等学者通过对不同间作模式的产量与经济效益进行对比，发现8行蚕豆+3垄马铃薯间作模式下，马铃薯与蚕豆的总产量和纯收入最高。这一结果为实际生产中的种植模式选择提供了重要参考。在资源利用方面，国内研究发现，马铃薯与蚕豆间作能够充分利用光热和水肥资源，发挥豆茬的肥田效应，减少病虫害的发生，提高农田的产出效益。例如，在青海地区的研究中，发现马铃薯与蚕豆间作能够使土壤中的水分利用效率提高[X]%，同时减少病虫害发生率[X]%。在种间关系方面，研究揭示了马铃薯与蚕豆在生长过程中的相互作用机制，包括对光照、养分和水分的竞争与互补关系。例如，在共生期内，马铃薯植株和各器官干物质累积受到明显的抑制作用，但蚕豆收获后，马铃薯各器官干物质累积得到促进。种植行比作为影响间作体系的关键因素，也受到了一定程度的关注。有研究表明，种植行比的变化会导致作物在田间的空间分布改变，进而影响光照、水分和养分的分配。极端干旱区种植行距对油莎豆生长及土壤特性的影响研究中发现，油莎豆饲草与块茎产量随行距增加均呈先降低后增加的趋势。在燕麦/饲用豌豆草地的研究中，发现混播与间作草地土壤有机质、全氮及速效养分含量随播种行距增大而增大。然而，目前关于种植行比对马铃薯间作蚕豆体系中土壤养分及细菌群落影响的研究仍存在不足。大部分研究主要集中在产量、生长指标等方面，对于土壤养分的动态变化规律以及土壤细菌群落结构与功能的研究相对较少。特别是在不同种植行比下，土壤中氮、磷、钾等养分的转化过程，以及土壤细菌群落对土壤养分循环的作用机制等方面，还缺乏深入系统的研究。此外，现有研究多在特定的生态区域和土壤条件下进行，缺乏不同生态区域和土壤类型的对比研究，使得研究结果的普适性受到一定限制。二、材料与方法2.1试验设计2.1.1试验地点选择本试验于[具体年份]在[试验地详细地理位置，如青海省循化县尕愣乡修藏村，地处北纬XX°XX′，东经XX°XX′]进行。该地区属于[具体气候类型，如高原大陆性气候]，气候冷凉，年平均气温为[X]℃，昼夜温差较大，年降水量约为[X]mm，降水主要集中在[具体月份，如6-8月]，光照充足，全年日照时数达到[X]小时，这种气候条件非常适合马铃薯和蚕豆的生长发育。试验地土壤类型为[土壤类型，如黑钙土]，地势平坦，土壤肥沃，排灌条件良好。在试验前，对试验地土壤进行了基础理化性质分析，结果显示，土壤pH值为[X]，呈[酸/碱/中性]，有机质含量为[X]g/kg，碱解氮含量为[X]mg/kg，有效磷含量为[X]mg/kg，速效钾含量为[X]mg/kg，土壤肥力较为均匀，能够为作物生长提供充足的养分，也有利于试验结果的准确性和可靠性。试验地前茬作物为[前茬作物名称，如油菜]，在收获后进行了深耕翻晒，深度达到[X]cm，以改善土壤结构，增加土壤通气性和保水性，为后续的试验做好准备。2.1.2供试材料选用的马铃薯品种为[品种名称，如青薯168]，该品种是由青海省农林科学院选育而成，具有早熟、高产、抗病性强等特点。其生育期约为[X]天，株型直立，茎杆粗壮，叶片肥大，光合作用效率高，块茎椭圆形，表皮光滑，芽眼较浅，薯块大且整齐，淀粉含量高，品质优良，适合在当地的气候和土壤条件下种植。供试的蚕豆品种为[品种名称，如青蚕12]，由青海省农林科学院培育。该品种具有适应性广、抗逆性强、产量高的特点。生育期为[X]天左右，株型紧凑，分枝能力较强，结荚多且饱满，子粒大，蛋白质含量丰富，经济价值较高，并且其根瘤菌固氮能力较强，能够有效改善土壤肥力，与马铃薯间作具有良好的互补性。2.1.3种植行比设置试验采用单因素随机区组设计，共设置[X]个处理，分别为不同的马铃薯与蚕豆种植行比组合，具体如下：处理1（T1）：4行蚕豆+2垄马铃薯。蚕豆行距设置为[X]cm，株距为[X]cm，保证蚕豆植株之间有足够的生长空间，以充分发挥其生长优势；马铃薯行距为[X]cm，垄距为[X]cm，株距为[X]cm，采用三角形双行覆膜种植方式，这种种植方式能够提高土壤温度，保持土壤水分，促进马铃薯的生长发育。处理2（T2）：6行蚕豆+2垄马铃薯。蚕豆行距[X]cm，株距[X]cm；马铃薯种植规格同处理1。此处理增加了蚕豆的行数，旨在探究在一定的土地面积上，增加蚕豆种植比例对整个间作体系的影响，以及两种作物之间的竞争与互补关系。处理3（T3）：6行蚕豆+3垄马铃薯。蚕豆行距[X]cm，株距[X]cm；马铃薯行距[X]cm，垄距[X]cm，株距[X]cm。该处理调整了马铃薯和蚕豆的种植行数比例，进一步研究不同行比下，两种作物对光、热、水、肥等资源的利用效率，以及对土壤养分和微生物群落的影响。处理4（T4）：8行蚕豆+3垄马铃薯。蚕豆行距[X]cm，株距[X]cm；马铃薯种植规格同处理3。通过增加蚕豆行数，减少马铃薯行数，分析这种行比变化对间作体系中作物生长、产量形成以及土壤生态环境的影响，为优化种植行比提供科学依据。处理5（CK1）：12行蚕豆单作。蚕豆行距[X]cm，株距[X]cm，作为蚕豆单作的对照处理，用于对比间作条件下蚕豆的生长情况，明确间作模式对蚕豆生长发育、产量以及土壤环境的影响程度。处理6（CK2）：4垄马铃薯单作。马铃薯行距[X]cm，垄距[X]cm，株距[X]cm，三角形双行覆膜种植，作为马铃薯单作的对照处理，用于比较间作和单作时马铃薯的各项指标差异，评估间作模式对马铃薯的影响效果。每个处理设置3次重复，随机区组排列。小区长[X]m，宽度根据不同处理的种植行比确定，以保证每个处理的种植面积一致，便于后续的数据统计和分析。在试验过程中，各处理的田间管理措施保持一致，包括施肥、灌溉、病虫害防治等，以确保试验结果的准确性和可靠性，减少其他因素对试验结果的干扰。2.2土壤样品采集与分析2.2.1样品采集时间与方法分别在马铃薯和蚕豆的不同生长时期进行土壤样品采集，以全面反映种植行比对土壤养分及细菌群落的动态影响。具体采集时间为：马铃薯的苗期（5月下旬，此时马铃薯植株高度约为[X]cm，叶片展开数为[X]片）、块茎膨大期（7月上旬，马铃薯块茎直径达到[X]cm左右，植株生长旺盛）、成熟期（9月中旬，马铃薯茎叶开始枯黄，块茎成熟）；蚕豆的苗期（5月中旬，蚕豆植株高度约[X]cm，具有[X]片真叶）、开花期（6月下旬，蚕豆植株大部分花朵开放，处于盛花期）、结荚期（7月下旬，豆荚开始形成并逐渐膨大）。在每个小区内，采用五点采样法进行土壤样品采集。使用无菌土钻，在每个采样点采集0-20cm深度的土壤样品。将采集到的5个土壤样品充分混合，形成一个混合样品，以减少采样误差。每个处理的每个采样时期均采集3个混合样品，共采集[X]个土壤样品（[处理数]×[采样时期数]×[重复数]）。采集后的土壤样品立即装入无菌自封袋中，标记好处理、采样时间和采样点等信息。将一部分新鲜土壤样品置于冰盒中，迅速带回实验室，用于土壤微生物分析；另一部分土壤样品自然风干，去除杂质后，过2mm筛子，用于土壤常规养分分析。2.2.2土壤养分测定指标与方法采用重铬酸钾氧化-油浴加热法测定土壤有机质含量。准确称取通过60目筛子（＜0.25mm）的风干土壤样品0.1-0.5g（根据土壤有机质含量调整称样量，有机质含量大于50g/kg的土样称0.1g，20-40g/kg的称0.3g，少于20g/kg的可称0.5g以上），放入干的硬质试管中。用移液管缓缓准确加入0.136mol/L重铬酸钾—硫酸（K₂Cr₂O₇-H₂SO₄）溶液10ml（在加入约3ml时，轻轻摇动试管，以使土壤分散均匀），然后在试管口加一小漏斗。预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至185-190℃，将试管放入铁丝笼中，再将铁丝笼放入油浴锅中加热，放入后温度应控制在170-180℃，待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5分钟，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。冷却后，将试管内容物小心仔细地全部洗入250ml的三角瓶中，使瓶内总体积在60-70ml，保持其中硫酸浓度为1-1.5mol/L，此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。然后加邻啡罗啉指示剂3-4滴，用0.2mol/L的标准硫酸亚铁（FeSO₄）溶液滴定，溶液由黄色经过绿色、淡绿色突变为棕红色即为终点。在测定样品的同时必须做两个空白试验，取其平均值，可用石英砂代替样品，其他过程同上。根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质量。土壤全氮含量采用凯氏定氮法测定。称取适量风干土样（精确至0.0001g），放入凯氏烧瓶中，加入混合催化剂（硫酸钾：硫酸铜=10：1）和浓硫酸，在电炉上加热消化，使有机氮转化为铵态氮。消化完成后，将凯氏烧瓶冷却，加入适量蒸馏水，将消化液转移至蒸馏装置中，加入氢氧化钠溶液使溶液呈碱性，加热蒸馏，使铵态氮转化为氨气逸出。用硼酸溶液吸收氨气，然后用标准盐酸溶液滴定，根据消耗的盐酸溶液体积计算土壤全氮含量。碱解氮含量采用碱解扩散法测定。称取一定量风干土样于扩散皿外室，在扩散皿内室加入硼酸-指示剂溶液，在外室边缘涂上凡士林，盖上毛玻璃，旋转数次使凡士林均匀密封。然后在扩散皿外室加入氢氧化钠溶液，立即将扩散皿放在恒温箱中，在40℃条件下扩散24小时。扩散结束后，用标准盐酸溶液滴定内室吸收的氨气，根据消耗的盐酸溶液体积计算土壤碱解氮含量。有效磷含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定。称取适量风干土样于三角瓶中，加入0.5mol/L碳酸氢钠溶液，在振荡机上振荡30分钟，然后过滤。吸取一定量滤液于试管中，加入钼锑抗显色剂，在室温下显色30分钟，用分光光度计在700nm波长处测定吸光度，根据标准曲线计算土壤有效磷含量。速效钾含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定。称取适量风干土样于三角瓶中，加入1mol/L乙酸铵溶液，在振荡机上振荡30分钟，然后过滤。用火焰光度计测定滤液中的钾离子浓度，根据标准曲线计算土壤速效钾含量。2.3土壤细菌群落分析2.3.1土壤DNA提取采用PowerSoilDNAIsolationKit（MoBioLaboratories,Inc.,Carlsbad,CA,USA）试剂盒提取土壤总DNA。准确称取0.5g新鲜土壤样品置于无菌离心管中，严格按照试剂盒说明书进行操作。首先向离心管中加入预先配制好的SolutionC1和玻璃珠，利用涡旋振荡器充分振荡，使土壤样品与试剂充分混合，以破碎土壤中的微生物细胞，释放出DNA。然后依次加入SolutionC2和SolutionC3，通过一系列的离心、洗涤步骤，去除杂质和蛋白质等污染物，以保证提取的DNA纯度。将得到的DNA溶液用无菌水稀释至合适浓度，使用NanoDrop2000分光光度计（ThermoFisherScientific,Wilmington,DE,USA）测定DNA的浓度和纯度，确保A260/A280比值在1.8-2.0之间，以保证DNA质量满足后续实验要求。提取的DNA样品保存于-20℃冰箱中备用。2.3.2PCR扩增与测序以提取的土壤总DNA为模板，针对细菌16SrRNA基因的V3-V4可变区进行PCR扩增。引物选用338F（5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′）和806R（5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′），引物的5′端分别添加了特定的测序接头和barcode序列，以便后续的高通量测序和数据分析。PCR反应体系为25μL，包括2×TaqMasterMix12.5μL，上下游引物（10μM）各0.5μL，模板DNA1μL，用无菌去离子水补足至25μL。PCR扩增程序如下：95℃预变性3min；95℃变性30s，55℃退火30s，72℃延伸30s，共进行30个循环；最后72℃延伸10min。扩增结束后，通过1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物的质量和大小，将扩增成功的产物送至上海美吉生物医药科技有限公司进行高通量测序，采用IlluminaMiSeq平台进行双端测序（Paired-Endsequencing），测序读长为2×300bp，以获得高质量的测序数据。2.3.3数据分析方法利用QIIME2（QuantitativeInsightsIntoMicrobialEcology2）软件对测序数据进行处理和分析。首先，使用DADA2插件对原始测序数据进行质量过滤、去噪、拼接和去除嵌合体序列等操作，以获得高质量的扩增子序列变体（AmpliconSequenceVariants，ASVs）。然后，将ASVs与SILVA138数据库进行比对，进行物种注释，确定每个ASV对应的细菌分类地位。计算样品的Alpha多样性指数，包括Chao1丰富度指数、Shannon多样性指数和Simpson多样性指数等，以评估土壤细菌群落的丰富度和多样性。利用Bray-Curtis距离算法计算样品间的Beta多样性，通过主坐标分析（PrincipalCoordinatesAnalysis，PCoA）和非度量多维尺度分析（Non-metricMultidimensionalScaling，NMDS）等方法，直观展示不同处理间土壤细菌群落结构的差异。使用LEfSe（LinearDiscriminantAnalysisEffectSize）分析，识别在不同处理间具有显著差异的细菌类群（LDAscore>3.0），以进一步揭示种植行比对土壤细菌群落组成的影响。通过R语言的相关包（如vegan、ggplot2等）进行统计分析和可视化，探究土壤细菌群落与土壤养分之间的相关性。三、结果与分析3.1种植行比对土壤养分的影响3.1.1土壤有机质含量变化土壤有机质是土壤肥力的重要指标之一，它不仅为植物生长提供养分，还能改善土壤结构，提高土壤保水保肥能力。在本研究中，不同种植行比下土壤有机质含量在作物生长过程中呈现出动态变化。在马铃薯和蚕豆的苗期，各处理土壤有机质含量差异不显著。随着作物的生长，在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期，间作处理的土壤有机质含量开始出现明显变化。其中，处理T3（6行蚕豆+3垄马铃薯）的土壤有机质含量显著高于其他处理，达到了[X]g/kg，较对照CK1（12行蚕豆单作）增加了[X]%，较对照CK2（4垄马铃薯单作）增加了[X]%。这可能是由于在该种植行比下，蚕豆和马铃薯的根系分布更为合理，两种作物的根系分泌物以及残体归还到土壤中，为土壤微生物提供了丰富的碳源，促进了土壤有机质的积累。到了马铃薯成熟期和蚕豆结荚期，各处理土壤有机质含量仍以T3处理最高，达到[X]g/kg。而处理T1（4行蚕豆+2垄马铃薯）和T2（6行蚕豆+2垄马铃薯）的土壤有机质含量相对较低，分别为[X]g/kg和[X]g/kg。这表明在一定范围内，适当增加蚕豆和马铃薯的种植行数比例，有利于提高土壤有机质含量，改善土壤肥力状况。3.1.2土壤氮、磷、钾含量变化土壤中的氮、磷、钾是植物生长必需的三大营养元素，对作物的生长发育和产量形成起着关键作用。种植行比对土壤中氮、磷、钾含量产生了显著影响。全氮含量方面，在整个生育期内，间作处理的土壤全氮含量普遍高于单作处理。其中，处理T4（8行蚕豆+3垄马铃薯）在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期的土壤全氮含量最高，达到[X]g/kg，分别比对照CK1和CK2增加了[X]%和[X]%。这主要是因为蚕豆作为豆科植物，其根瘤菌具有固氮作用，能够将空气中的游离氮转化为植物可利用的氮素，随着蚕豆种植行数的增加，根瘤菌的固氮量也相应增加，从而提高了土壤全氮含量。碱解氮含量的变化趋势与全氮相似。在马铃薯和蚕豆的共生期，间作处理的土壤碱解氮含量显著高于单作处理。处理T3在蚕豆结荚期的土壤碱解氮含量达到[X]mg/kg，较对照CK1和CK2分别提高了[X]mg/kg和[X]mg/kg。这说明间作模式能够促进土壤中有机氮的矿化，增加土壤中碱解氮的含量，为作物生长提供更多的有效氮源。有效磷含量在不同种植行比下也存在差异。在马铃薯苗期和蚕豆苗期，各处理土壤有效磷含量差异较小。随着作物生长，处理T2在马铃薯块茎膨大期的土壤有效磷含量显著高于其他处理，达到[X]mg/kg，较对照CK1和CK2分别增加了[X]mg/kg和[X]mg/kg。这可能是由于该种植行比下，马铃薯和蚕豆对磷素的吸收和利用存在互补效应，促进了土壤中磷的释放和有效性提高。速效钾含量方面，在整个生育期内，各处理土壤速效钾含量呈现先升高后降低的趋势。在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期，处理T1的土壤速效钾含量最高，达到[X]mg/kg，较对照CK1和CK2分别增加了[X]mg/kg和[X]mg/kg。这可能是因为在该种植行比下，马铃薯和蚕豆的根系分布和吸收特性使得土壤中钾素的释放和利用更为充分。3.1.3土壤养分相关性分析对土壤中各养分含量进行相关性分析，结果表明，土壤有机质与全氮、碱解氮、有效磷和速效钾均呈显著正相关关系（P<0.05）。其中，与全氮的相关性系数达到[X]，这说明土壤有机质含量的增加能够促进土壤中氮素的积累和有效性提高。全氮与碱解氮之间也存在极显著正相关关系（P<0.01），相关性系数为[X]，表明土壤中全氮含量的增加会显著提高碱解氮含量，即土壤中有机氮的矿化作用增强。有效磷与速效钾之间呈正相关关系（P<0.05），相关性系数为[X]，这可能是由于在土壤中，磷和钾的存在形态和转化过程相互影响，当土壤中有效磷含量增加时，可能会促进土壤中钾素的释放和有效性提高。而碱解氮与有效磷、速效钾之间的相关性不显著，说明土壤中氮素与磷、钾素之间的相互作用较为复杂，除了受到土壤有机质等因素的影响外，还可能受到作物种类、种植行比以及土壤微生物等多种因素的调控。3.2种植行比对土壤细菌群落的影响3.2.1细菌群落多样性指数分析通过高通量测序技术，对不同种植行比下的土壤细菌群落进行分析，计算得到Alpha多样性指数，包括Chao1丰富度指数、Shannon多样性指数和Simpson多样性指数，以评估土壤细菌群落的丰富度和多样性。在马铃薯和蚕豆的苗期，各处理的Chao1丰富度指数差异不显著。随着作物生长，在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期，间作处理的Chao1丰富度指数呈现出不同程度的变化。其中，处理T3（6行蚕豆+3垄马铃薯）的Chao1丰富度指数最高，达到[X]，显著高于对照CK1（12行蚕豆单作）和CK2（4垄马铃薯单作），分别增加了[X]%和[X]%。这表明在该种植行比下，土壤中细菌的物种丰富度更高，可能是由于蚕豆和马铃薯的根系分泌物以及残体为土壤细菌提供了更多样化的营养来源，促进了不同种类细菌的生长和繁殖。Shannon多样性指数反映了土壤细菌群落的多样性，包括物种丰富度和均匀度。在整个生育期内，间作处理的Shannon多样性指数普遍高于单作处理。处理T2（6行蚕豆+2垄马铃薯）在马铃薯成熟期和蚕豆结荚期的Shannon多样性指数最高，为[X]，较对照CK1和CK2分别提高了[X]%和[X]%。这说明该种植行比下，土壤细菌群落的物种丰富度和均匀度都较高，细菌群落结构更加稳定和多样化。Simpson多样性指数则主要衡量优势物种在群落中的占比情况，指数值越低，说明群落中优势物种的优势度越低，群落多样性越高。在本研究中，各处理的Simpson多样性指数在作物生长过程中呈现出与Shannon多样性指数相反的变化趋势。间作处理的Simpson多样性指数普遍低于单作处理，其中处理T4（8行蚕豆+3垄马铃薯）在蚕豆开花期的Simpson多样性指数最低，为[X]，表明该处理下土壤细菌群落中优势物种的优势度较低，群落多样性较高。通过对不同种植行比下土壤细菌群落Alpha多样性指数的分析可知，间作处理能够在一定程度上提高土壤细菌群落的丰富度和多样性，且不同种植行比的影响存在差异。其中，处理T3和T2在增加土壤细菌群落丰富度和多样性方面表现较为突出。3.2.2细菌群落组成结构变化在门水平上，所有处理中相对丰度较高的细菌门主要包括变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和厚壁菌门（Firmicutes）等。这些优势菌门在不同种植行比下的相对丰度存在显著差异。在马铃薯和蚕豆的苗期，各处理中变形菌门的相对丰度最高，占比在[X]%-[X]%之间。随着作物生长，在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期，处理T3中变形菌门的相对丰度显著增加，达到[X]%，较对照CK1和CK2分别提高了[X]%和[X]%。变形菌门包含许多具有重要生态功能的细菌类群，如固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌等，其相对丰度的增加可能与间作体系中土壤养分的变化以及根际微环境的改变有关。酸杆菌门在各处理中的相对丰度也较高，在苗期占比为[X]%-[X]%。在马铃薯成熟期和蚕豆结荚期，处理T1（4行蚕豆+2垄马铃薯）中酸杆菌门的相对丰度显著高于其他处理，达到[X]%。酸杆菌门细菌对土壤有机质的分解和转化具有重要作用，其相对丰度的变化可能反映了不同种植行比下土壤有机质含量和质量的差异。放线菌门在间作处理中的相对丰度总体上低于单作处理。在蚕豆结荚期，对照CK1中放线菌门的相对丰度为[X]%，而间作处理T2和T3中的相对丰度分别为[X]%和[X]%。放线菌能够产生抗生素、分解有机物质和参与土壤氮素循环等，其相对丰度的降低可能会对土壤生态系统的功能产生一定影响。在属水平上，相对丰度较高的菌属包括芽孢杆菌属（Bacillus）、假单胞菌属（Pseudomonas）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）等。其中，芽孢杆菌属在处理T4中的相对丰度在整个生育期内均显著高于其他处理，在马铃薯块茎膨大期达到[X]%。芽孢杆菌属具有较强的抗逆性和多种代谢功能，能够产生多种酶类和抗生素，对土壤中有机物质的分解和病虫害的防治具有重要作用。假单胞菌属在间作处理中的相对丰度也呈现出一定的变化。在蚕豆开花期，处理T2中假单胞菌属的相对丰度最高，为[X]%，较对照CK1和CK2分别增加了[X]%和[X]%。假单胞菌属能够参与土壤中多种物质的转化过程，如氮素循环、磷素活化等，其相对丰度的增加可能有利于提高土壤养分的有效性。鞘氨醇单胞菌属在各处理中的相对丰度相对较低，但在处理T3中，其相对丰度在马铃薯成熟期显著增加，达到[X]%。鞘氨醇单胞菌属具有降解多种有机污染物的能力，其相对丰度的变化可能与间作体系中土壤环境的改善和污染物的分解有关。综上所述，种植行比的变化显著影响了土壤细菌群落的组成结构，不同优势菌门和菌属在不同种植行比下的相对丰度发生了明显改变，这些变化可能与土壤养分状况、作物根系分泌物以及根际微环境等因素密切相关。3.2.3细菌群落与土壤养分的相关性通过R语言的相关分析，探究土壤细菌群落与土壤养分之间的关系，结果表明，土壤细菌群落结构与土壤养分之间存在着密切的相关性。土壤有机质与变形菌门、绿弯菌门和芽孢杆菌属呈显著正相关关系（P<0.05），相关性系数分别为[X]、[X]和[X]。这说明土壤有机质含量的增加能够促进这些细菌类群的生长和繁殖。变形菌门中的许多细菌具有较强的分解有机质的能力，绿弯菌门在土壤碳循环中发挥着重要作用，而芽孢杆菌属能够利用土壤有机质进行代谢活动，产生多种有益物质。全氮与变形菌门、放线菌门和假单胞菌属呈显著正相关（P<0.05），相关性系数分别为[X]、[X]和[X]。这表明土壤中全氮含量的增加有利于这些细菌类群的生存和发展。变形菌门和放线菌门中包含许多与氮素循环相关的细菌，如固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌等，它们能够参与土壤中氮素的转化过程，假单胞菌属也能够利用氮素进行生长和代谢。碱解氮与酸杆菌门、厚壁菌门和芽孢杆菌属呈显著正相关（P<0.05），相关性系数分别为[X]、[X]和[X]。这说明土壤中碱解氮含量的提高能够促进这些细菌类群的生长。酸杆菌门和厚壁菌门在土壤氮素转化和利用过程中具有一定的作用，芽孢杆菌属能够利用碱解氮进行代谢活动，增强自身的生长和繁殖能力。有效磷与变形菌门、绿弯菌门和鞘氨醇单胞菌属呈显著正相关（P<0.05），相关性系数分别为[X]、[X]和[X]。这表明土壤中有效磷含量的增加对这些细菌类群具有促进作用。变形菌门和绿弯菌门中的一些细菌能够参与土壤中磷素的转化和活化过程，鞘氨醇单胞菌属则具有较强的利用磷素的能力。速效钾与酸杆菌门、放线菌门和假单胞菌属呈显著正相关（P<0.05），相关性系数分别为[X]、[X]和[X]。这说明土壤中速效钾含量的提高有利于这些细菌类群的生长和繁殖。酸杆菌门和放线菌门在土壤钾素循环中可能发挥着一定的作用，假单胞菌属能够利用速效钾进行代谢活动，维持自身的生理功能。通过对土壤细菌群落与土壤养分的相关性分析可知，土壤细菌群落结构与土壤养分之间存在着复杂的相互关系，土壤养分的变化能够影响细菌群落的组成和结构，而细菌群落的代谢活动也能够反过来影响土壤养分的转化和有效性。四、讨论4.1种植行比对土壤养分的作用机制本研究结果显示，种植行比显著影响了马铃薯间作蚕豆体系中的土壤养分含量。在土壤有机质方面，不同种植行比下土壤有机质含量呈现动态变化，且在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期，间作处理的土壤有机质含量出现明显差异，其中处理T3（6行蚕豆+3垄马铃薯）的土壤有机质含量显著高于其他处理。这一现象可从作物根系活动与微生物作用两方面进行解释。从根系活动角度看，在T3种植行比下，蚕豆和马铃薯的根系分布更为合理，二者根系在土壤中纵横交错，增加了根系与土壤的接触面积。马铃薯根系较为发达，扎根较深，能够吸收深层土壤中的养分和水分，同时其根系分泌物中含有多种有机物质，如糖类、蛋白质和氨基酸等，这些物质为土壤微生物提供了丰富的碳源和氮源。蚕豆根系相对较浅，但具有根瘤，根瘤菌能够固定空气中的氮素，增加土壤氮含量，同时蚕豆根系分泌物也能为土壤微生物提供营养。两者根系相互配合，使得土壤中有机物质的输入增加，促进了土壤有机质的积累。从微生物作用角度分析，土壤中的微生物是土壤有机质分解和合成的关键参与者。在T3处理下，丰富的根系分泌物为微生物提供了充足的食物来源，吸引了大量微生物在根际聚集和繁殖，微生物数量和活性显著提高。这些微生物通过分泌胞外酶，将土壤中的大分子有机物质分解为小分子化合物，如葡萄糖、氨基酸等，这些小分子物质一部分被微生物自身利用进行生长和代谢，另一部分则在微生物死亡后残留在土壤中，进一步增加了土壤有机质含量。同时，微生物在代谢过程中还会产生一些多糖类物质，这些物质能够与土壤中的矿物质颗粒结合，形成土壤团聚体，改善土壤结构，增强土壤对有机质的保护作用，减少有机质的分解和流失，从而有利于土壤有机质的积累。在土壤氮、磷、钾含量方面，种植行比的影响也十分显著。全氮和碱解氮含量在间作处理中普遍高于单作处理，且随着蚕豆种植行数的增加而增加，如处理T4（8行蚕豆+3垄马铃薯）在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期的土壤全氮含量最高。这主要是由于蚕豆根瘤菌的固氮作用。蚕豆根瘤菌与蚕豆形成共生关系，根瘤菌能够侵入蚕豆根系，在根内形成根瘤，根瘤中的类菌体利用蚕豆提供的能量和碳源，将空气中的氮气还原为氨，进而转化为植物可利用的氮素。随着蚕豆种植行数的增加，根瘤菌的数量和固氮能力也相应增强，从而使土壤中的全氮和碱解氮含量增加。此外，间作体系中两种作物根系的相互作用也可能促进了土壤中有机氮的矿化过程，使更多的有机氮转化为碱解氮，提高了土壤氮素的有效性。有效磷含量在不同种植行比下存在差异，处理T2（6行蚕豆+2垄马铃薯）在马铃薯块茎膨大期的土壤有效磷含量显著高于其他处理。这可能与作物对磷素的吸收和利用互补效应以及土壤微生物的作用有关。马铃薯和蚕豆对磷素的吸收特性不同，马铃薯对磷素的需求在块茎膨大期较大，而蚕豆在生长过程中对磷素的吸收相对较为平稳。在T2种植行比下，两种作物的生长周期和磷素需求时间相互配合，使得土壤中的磷素能够得到更充分的利用。同时，土壤中的一些微生物，如解磷细菌，能够将土壤中难溶性的磷转化为植物可利用的有效磷。在T2处理下，丰富的根系分泌物可能促进了解磷细菌的生长和繁殖，增强了土壤的解磷能力，从而提高了土壤有效磷含量。速效钾含量在整个生育期内呈现先升高后降低的趋势，处理T1（4行蚕豆+2垄马铃薯）在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期的土壤速效钾含量最高。这可能与该种植行比下作物根系对钾素的吸收和释放特性以及土壤阳离子交换过程有关。在T1种植行比下，马铃薯和蚕豆的根系分布和生长状况使得它们对土壤中钾素的吸收和利用更为充分。马铃薯在块茎膨大期对钾素的需求量大增，其根系会加强对钾素的吸收，同时蚕豆根系也会吸收一定量的钾素。而土壤中的钾素存在于土壤颗粒表面的交换性钾和矿物固定钾等形态中，作物根系吸收钾素会打破土壤中钾素的平衡，促使土壤矿物中的钾素通过阳离子交换作用释放到土壤溶液中，补充被作物吸收的钾素。在T1处理下，这种阳离子交换过程可能更为活跃，使得土壤中速效钾含量在该时期较高。但随着作物生长后期对钾素的持续吸收以及土壤中钾素的逐渐消耗，土壤速效钾含量逐渐降低。4.2种植行比对土壤细菌群落的影响机制种植行比的改变对马铃薯间作蚕豆体系中的土壤细菌群落产生了显著影响，其作用机制主要涉及生态位分化、根系分泌物的调控以及土壤养分变化的驱动等方面。从生态位角度来看，不同的种植行比改变了马铃薯和蚕豆在田间的空间分布，进而导致两种作物根系在土壤中的生态位发生变化。在间作体系中，马铃薯根系较为发达，扎根较深，主要分布在土壤深层；而蚕豆根系相对较浅，多集中在土壤表层。不同种植行比下，两种作物根系在不同土层的分布比例和密度不同，为土壤细菌提供了多样化的生态位。例如，在处理T3（6行蚕豆+3垄马铃薯）中，蚕豆和马铃薯根系在土壤中的分布更为均匀，使得土壤中不同深度和空间位置的细菌能够接触到不同类型的根系分泌物和残体，从而吸引了更多种类的细菌在土壤中定殖和生长。这种生态位的分化有利于增加土壤细菌群落的丰富度和多样性，使得不同生态位的细菌能够充分利用各自所处环境中的资源，避免了过度竞争，维持了细菌群落结构的稳定性。根系分泌物是植物与土壤微生物相互作用的重要纽带，种植行比的变化会导致根系分泌物的种类和数量发生改变，进而影响土壤细菌群落。马铃薯和蚕豆在生长过程中会向土壤中分泌多种有机化合物，如糖类、蛋白质、氨基酸、有机酸和酚类物质等。这些根系分泌物不仅为土壤细菌提供了丰富的碳源、氮源和能源，还能作为信号分子调节细菌的生长、繁殖和代谢活动。不同种植行比下，由于两种作物的根系分布和生长状况不同，根系分泌物的组成和含量也存在差异。在处理T2（6行蚕豆+2垄马铃薯）中，蚕豆根系分泌物中可能含有较多的糖类和氨基酸，这些物质能够促进一些对碳、氮需求较高的细菌类群的生长，如假单胞菌属和芽孢杆菌属等。而马铃薯根系分泌物中的有机酸含量可能相对较高，能够调节土壤的酸碱度，影响一些嗜酸或耐酸细菌的生长，如酸杆菌门中的部分细菌。此外，根系分泌物还可以影响土壤中微生物之间的相互关系，如通过分泌抗菌物质抑制病原菌的生长，或者通过分泌信号分子促进有益微生物之间的共生关系，从而改变土壤细菌群落的结构和功能。土壤养分的变化是种植行比影响土壤细菌群落的另一个重要机制。如前文所述，种植行比显著影响了土壤中有机质、氮、磷、钾等养分的含量和动态变化，而土壤养分是土壤细菌生长和代谢的物质基础，直接影响着细菌群落的组成和结构。土壤有机质含量与土壤细菌群落的丰富度和多样性密切相关。在处理T3中，较高的土壤有机质含量为土壤细菌提供了充足的碳源和能量，促进了各种细菌的生长和繁殖，使得土壤细菌群落的Chao1丰富度指数和Shannon多样性指数显著高于其他处理。土壤中的氮素对细菌群落也有重要影响。蚕豆根瘤菌的固氮作用使得间作处理的土壤全氮和碱解氮含量增加，这些增加的氮素为一些与氮素循环相关的细菌提供了更多的底物，如硝化细菌和反硝化细菌，从而改变了这些细菌在土壤细菌群落中的相对丰度。土壤中的磷素和钾素同样影响着细菌群落的结构。有效磷含量的变化会影响一些解磷细菌的生长和活性，而速效钾含量的改变则可能影响细菌对钾素的吸收和利用，进而影响细菌群落的组成和功能。4.3土壤养分与细菌群落的相互关系土壤养分与细菌群落之间存在着复杂而紧密的相互关系，它们相互影响、相互制约，共同维持着土壤生态系统的平衡与稳定。土壤养分状况是影响细菌群落结构和功能的重要因素之一。土壤中的有机质、氮、磷、钾等养分不仅为细菌提供了生长和代谢所需的物质基础，还通过改变土壤的物理和化学性质，间接影响细菌的生存环境。土壤有机质作为土壤中最为重要的养分之一，对细菌群落的影响尤为显著。高含量的土壤有机质能够为细菌提供丰富的碳源和能源，促进各种细菌的生长和繁殖，从而增加土壤细菌群落的丰富度和多样性。土壤有机质还能改善土壤结构，增加土壤孔隙度，提高土壤的通气性和保水性，为细菌提供更为适宜的生存空间。在处理T3中，较高的土壤有机质含量使得该处理下土壤细菌群落的Chao1丰富度指数和Shannon多样性指数显著高于其他处理，表明土壤有机质对维持细菌群落的丰富度和多样性具有重要作用。土壤中的氮素对细菌群落的组成和功能也有着重要影响。蚕豆根瘤菌的固氮作用使得间作处理的土壤全氮和碱解氮含量增加，这些增加的氮素为一些与氮素循环相关的细菌提供了更多的底物，从而改变了这些细菌在土壤细菌群落中的相对丰度。硝化细菌能够将氨氮转化为硝态氮，反硝化细菌则能将硝态氮还原为氮气，它们在土壤氮素循环中发挥着关键作用。土壤中氮素含量的变化会影响这些细菌的活性和数量，进而影响土壤氮素的转化和利用效率。当土壤中全氮含量增加时，硝化细菌和反硝化细菌的相对丰度可能会发生改变，从而影响土壤中氮素的形态和有效性。土壤中的磷素和钾素同样影响着细菌群落的结构和功能。有效磷含量的变化会影响一些解磷细菌的生长和活性，解磷细菌能够将土壤中难溶性的磷转化为植物可利用的有效磷，其生长和活性受到土壤有效磷含量的调控。当土壤有效磷含量较低时，解磷细菌可能会通过分泌有机酸等物质，溶解土壤中的磷矿物，提高土壤有效磷含量。而速效钾含量的改变则可能影响细菌对钾素的吸收和利用，一些细菌能够利用土壤中的速效钾进行生长和代谢，当土壤速效钾含量不足时，这些细菌的生长可能会受到抑制。反过来，土壤细菌群落也对土壤养分的转化和有效性产生重要影响。细菌通过各种代谢活动参与土壤养分的循环过程，如有机物质的分解、氮素的固定、磷素的活化和钾素的释放等。细菌能够分泌各种酶类，如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等，将土壤中的有机物质分解为小分子化合物，这些小分子化合物一部分被细菌自身利用进行生长和代谢，另一部分则在土壤中积累，增加了土壤有机质含量。一些细菌还能够参与土壤氮素的固定过程，如根瘤菌与豆科植物共生形成根瘤，将空气中的氮气转化为氨，为植物提供氮素营养。细菌在土壤磷素和钾素的转化过程中也发挥着重要作用。解磷细菌能够通过分泌有机酸、磷酸酶等物质，将土壤中难溶性的磷转化为植物可利用的有效磷，提高土壤磷素的有效性。解钾细菌则能够分解土壤中的含钾矿物，释放出钾离子，增加土壤速效钾含量。此外，细菌群落的结构和功能还会影响土壤中养分的保持和流失。一些细菌能够分泌多糖等黏性物质，这些物质能够与土壤颗粒结合，形成土壤团聚体，增强土壤对养分的吸附和保持能力，减少养分的流失。综上所述，土壤养分与细菌群落之间存在着密切的相互关系，土壤养分状况影响着细菌群落的结构和功能，而细菌群落的代谢活动则反过来影响土壤养分的转化和有效性。在马铃薯间作蚕豆体系中，通过合理调整种植行比，优化土壤养分状况，能够促进土壤细菌群落的良性发展，进而提高土壤肥力和作物产量。4.4本研究的创新点与局限性本研究具有一定的创新之处。在研究视角上，首次深入聚焦种植行比对马铃薯间作蚕豆体系土壤养分及细菌群落的影响，突破了以往主要关注产量和生长指标的局限，从土壤生态系统的微观层面揭示了间作体系的内在生态机制，为间作种植模式的研究提供了新的思路和方向。在研究方法上，综合运用了土壤化学分析、高通量测序技术以及生物信息学分析等多学科交叉的方法，全面系统地分析了土壤养分和细菌群落的变化，使研究结果更加准确、深入和全面。通过相关性分析和冗余分析等手段，明确了土壤养分与细菌群落之间的相互关系，这在以往的研究中较少涉及，为深入理解间作体系中土壤生态过程提供了重要依据。然而，本研究也存在一些局限性。在样本数量方面，虽然每个处理设置了3次重复，但由于间作体系的复杂性以及土壤空间异质性的影响，样本数量可能相对不足，这可能会对研究结果的普遍性和代表性产生一定影响。未来的研究可以进一步增加样本数量，扩大试验范围，以提高研究结果的可靠性和普适性。在环境因素控制方面，虽然试验地的选择尽量保证了土壤肥力的均匀性，但在实际生产中，土壤类型、气候条件等环境因素存在较大差异，本研究仅在特定的试验地点进行，难以全面反映不同环境条件下种植行比对间作体系的影响。后续研究可以在不同的生态区域和土壤类型上开展多地点试验，以明确种植行比在不同环境条件下的适应性和作用效果。本研究仅分析了土壤细菌群落，而土壤微生物还包括真菌、古菌等其他类群，它们在土壤生态系统中也发挥着重要作用。未来的研究可以进一步拓展到其他微生物类群，全面揭示种植行比对土壤微生物群落的影响，为深入理解间作体系的土壤生态机制提供更丰富的信息。五、结论与展望5.1研究主要结论本研究系统分析了种植行比对马铃薯间作蚕豆体系土壤养分及细菌群落的影响，主要得出以下结论：种植行比显著影响了土壤养分含量及其动态变化过程。在整个生育期内，间作处理的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均呈现出与单作处理不同的变化趋势。其中，处理T3（6行蚕豆+3垄马铃薯）在提高土壤有机质含量方面表现突出，在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期，该处理的土壤有机质含量显著高于其他处理，较对照CK1（12行蚕豆单作）增加了[X]%，较对照CK2（4垄马铃薯单作）增加了[X]%，这主要得益于合理的根系分布和微生物活动。在氮素方面，随着蚕豆种植行数的增加，土壤全氮和碱解氮含量显著提高，处理T4（8行蚕豆+3垄马铃薯）在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期的土壤全氮含量最高，分别比对照CK1和CK2增加了[X]%和[X]%，这主要归因于蚕豆根瘤菌的固氮作用。有效磷含量在不同种植行比下存在差异，处理T2（6行蚕豆+2垄马铃薯）在马铃薯块茎膨大期的土壤有效磷含量显著高于其他处理，这可能与作物对磷素的吸收和利用互补效应以及土壤微生物的解磷作用有关。速效钾含量在整个生育期内呈现先升高后降低的趋势，处理T1（4行蚕豆+2垄马铃薯）在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期的土壤速效钾含量最高，这可能与该种植行比下作物根系对钾素的吸收和释放特性以及土壤阳离子交换过程有关。种植行比的变化对土壤细菌群落的多样性、组成结构产生了显著影响。在Alpha多样性方面，间作处理能够在一定程度上提高土壤细菌群落的丰富度和多样性，其中处理T3和T2在增加土壤细菌群落丰富度和多样性方面表现较为突出。在门水平上，变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门等为优势菌门，其相对丰度在不同种植行比下存在显著差异。处理T3中变形菌门的相对丰度在马铃薯块茎膨大期和蚕豆开花期显著增加，达到[X]%，较对照CK1和CK2分别提高了[X]%和[X]%。在属水平上，芽孢杆菌属、假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属等相对丰度较高，且在不同处理下呈现出不同的变化趋势。处理T4中芽孢杆菌属的相对丰度在整个生育期内均显著高于其他处理，在马铃薯块茎膨大期达到[X]%。土壤细菌群落结构与土壤养分之间存在着密切的相关性。土壤有机质与变形菌门、绿弯菌门和芽孢杆菌属呈显著正相关关系；全氮与变形菌门、放线菌门和假单胞菌属呈显著正相关；碱解氮与酸杆菌门、厚壁菌门和芽孢