摘要
针对我国华北平原淡水资源短缺这一现状，合理利用其地下微咸水进行农业灌溉是缓解水资源供需矛盾的有效途径。微咸水灌溉会将多余的盐分带入土壤，持续灌溉下对冬小麦不同生态位微生物的影响尚不明确，本研究在河北农林科学院旱作节水农业试验站进行了持续5年的田间定位试验，微咸水的浓度是3g·L-1，设置包括雨养（NI）、淡水和微咸水交替灌溉（FS）、微咸水和淡水交替灌溉（SF）、淡水灌溉（FF）和微咸水灌溉（SS）五个处理。探究微咸水灌溉对冬小麦不同生态位微生物多样性和群落结构的影响，以及与土壤理化性质变化的相关关系，对于合理优化微咸水灌溉方式，维持和促进微生物多样性和功能具有重要意义。本研究2020和2021生长季主要结论如下。 1．微咸水灌溉提高了土壤EC值，对冬小麦生长造成盐胁迫。与FF处理相比，2020生长季SS处理显著提高表层土壤（0-10cm）EC值45.3%，2021生长季显著提高74.5%；微咸水灌溉（SS、FS、SF）也增加了0-100cm土壤层EC值，但未形成土壤盐渍化。与雨养处理相比，灌溉处理（FS、FF、SS和SF）提高了表层土壤SWC值，显著降低表层土壤NO3--N含量52.7%～76.4%，同时也降低了TC和TN含量，但未达到显著水平；SS处理打破了小麦生长离子平衡，造成盐胁迫，产量较FF处理显著下降24.9%，交替灌溉（FS和SF）较FF处理产量降低了7.3%～9.5%，但未达到显著水平。 2．与雨养相比，灌溉处理增加了两个生长季非根际细菌Alpha多样性，同时群落结构存在一定差异，但未达到显著水平。非根际细菌Alpha多样性和群落结构均与表层土壤NH4+-N和NO3--N显著相关，而群落结构与小麦穗长、株高和地上部K+/Na+显著正相关。不同处理未对非根际真菌Alpha多样性和群落结构造成影响，非根际真菌多样性和群落结构与土壤NH4+-N含量和SWC值显著正相关。因此，非根际微生物Alpha多样性和群落结构均受土壤NH4+-N含量影响。灌溉处理显著降低非根际生物标记物植物病原菌球腔菌属（Mycosphaerella）的相对丰度，淡水灌溉降低了植物病原菌链格孢属（Alternaria）的相对丰度。随着种植年份增加，非根际生物标记物植物病原菌青霉属（Penicillium）相对丰度随之增加。 3．对根际微生物而言，2021生长季，微咸水灌溉较淡水灌溉处理降低了根际真菌Alpha多样性，但未达到显著水平。与雨养处理相比，灌溉处理在两个生长季均显著增加了根际细菌Alpha多样性。根际细菌多样性和群落结构均受土壤SWC值和NO3--N含量影响，群落结构与小麦株高呈显著正相关；而根际真菌群落结构与土壤NH4+-N含量和小麦穗长呈显著正相关。灌溉处理均显著降低了根际生物标记物植物病原菌漆斑菌属（Myrothecium）的相对丰度，SS处理也降低了生物标记物有益菌反硝化细菌假诺卡氏菌属（Pseudonocardia）的相对丰度。随着种植年份的增加，根际病原菌突脐孢属（Exserohilum）的相对丰度随之增加。 4．对根内微生物的影响结果显示，在2021生长季，微咸水灌溉较淡水灌溉显著降低了根内生细菌Alpha多样性，SS处理显著增加了Confluentibacter等的相对丰度。与雨养处理相比，灌溉处理显著增加了两个生长季根内生细菌Alpha多样性，根内生细菌多样性与土壤NO3--N含量显著负相关，与小麦小穗数显著正相关，群落结构受EC、NO3--N含量和SWC影响最大。两个生长季根内生真菌群落结构在灌溉处理与雨养之间存在差异，与土壤NO3--N含量、SWC、小麦产量、小穗数和株高显著正相关。灌溉处理提高了根内生反硝化细菌Chryseolinea等的相对丰度；同时，也显著增加了具有土壤修复功能的生物标记物Altererythrobacter相对丰度，显著降低了病原菌枝顶孢属（Acremonium）生物标记物的相对丰度。随着种植年份的增加，根内生生物标记物植物病原菌青霉属（Penicillium）相对丰度随之增加。 5．淡水和微咸水交替灌溉（FS和SF）较淡水灌溉对冬小麦土壤微生物多样性和群落结构均无显著影响，虽然导致冬小麦产量下降7.3%～9.5%，但未达到显著水平，同时，节省了50%的淡水资源。因此，在华北平原淡水资源日益短缺的背景下，利用淡水和3g·L-1的微咸水进行交替灌溉是一种较好的选择。
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