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我国苹果的种植面积和总产量均位列全球第一。虽然我国苹果总产在不断增加,但平均产量仍然低于其他苹果生产国,苹果园土壤有机质含量也远远低于欧美等国家的相应含量。大量研究表明:土壤有机质、土壤酶活和土壤微生物群落及其多样性有着密切的关系,土壤有机质、土壤酶活和土壤微生物群落及多样性是土壤肥力和生产力的重要指标;在果园中增施生物有机肥不仅是提高果园土壤有机质含量、培肥地力、提高果园土壤质量和生产力的重要措施,同时也能显著影响土壤酶活和土壤微生物群落和多样性。本研究采用田间试验和室内分析相结合的方法,在连续9年(2008-2016)的苹果园中设置了三个施肥处理:不施肥处理(CK)、化肥处理(CF)和生物有机肥处理(BOF),探究了施用生物有机肥1)对苹果产量的影响;2)对不同深度土壤理化性质、土壤酶及土壤微生物生物量的影响;3)对不同深度土壤细菌及真菌群落结构、多样性及类群的影响;4)对不同深度土壤氮素转化相关功能基因丰度的影响。以期揭示高产稳产苹果园土壤微生物区系特征及施用生物有机肥提高苹果产量的潜在机制。获得了如下主要研究结果:1.施用生物有机肥增加了苹果产量。从2009年到2016年,随着施肥年限的增加,BOF的苹果产量无大小年变化,一直稳定增加;CF的苹果产量存在大小年变化,时高时低;CK的苹果产量一直呈现下降趋势。以9年平均果实产量计,BOF的苹果产量达到 74.95Mg ha-1,比 CF(40.79Mg ha-1)增加了 83.8%,比 CK(26.65Mg ha-1)增加了 181.3%。施用生物有机肥改善了果实品质,BOF增加了苹果果实可溶性糖、还原糖和Vc含量,降低了可滴定酸含量,提高了糖酸比。与CK和CF比较,BOF的苹果果实可溶性糖含量分别增加了 13.2%和6.3%,还原糖含量分别增加了 53.9%和5.9%,Vc含量分别增加了 6.1%和3.8%,可滴定酸分别降低了 8.6%和2.3%.2.施用生物有机肥增加了土壤有机质和全量养分的含量,缩小了土壤pH值下降的幅度,有助于增加苹果产量。与CK比较,CF和BOF的土壤pH值,0-20cm分别降低了 0.22和0.13,20-40cm分别降低了 0.66和0.37,40-60cm分别降低了 0.66和0.46。与CK比较,BOF的土壤有机质(SOM)、总氮(TN)、总磷(TP)和总钾(TK),0-20cm 分别增加了 4.34gkg-1、0.50gkg-1、0.17gkg-1、4.47gkg-1,BOF 的SOM、TN和TK的增加量均显著高于CF的增加量(分别为3.12gkg-1、0.33gkg-1、1.84gkg-1);20-40cm 分别增加了 4.53gkg-1、0.58gkg-1、0.24gkg-1、4.86gkg-1,均显著高于 CF 的增加量(分别为 3.02gkg-1、0.41gkg-1、0.17gkg-1、2.18gkg-1);40-60cm分别增加了 2.78gkg-1、0.38gkg-1、0.11gkg-1、3.18gkg-1,BOF 的 SOM、TN 和 TK的增加量显著高于CF的增加量(分别为0.82gkg-1、0.20gkg-1、2.06gkg-1)。3.施用生物有机肥能够增加土壤微生物生物量和酶活性,有助于增加苹果产量。与CK和CF比较,BOF显著增加了土壤微生物量碳(SMB-C)含量,而CK和CF差异不显著。与CK比较,0-20cm、20-40cm和40-60cm的土层中,BOF的SMB-C含量分别增加了 102.3%、85.1%和97.1%,土壤微生物量氮(SMB-N)含量分别增加了 71.5%、66.1%和89.7%,土壤微生物量磷(SMB-P)含量分别增加了 71.9%、37.9%和33.5%;BOF和CF均显著增加了 SMB-N和SMB-P含量,BOF的SMB-C和SMB-P含量最高;BOF的SMB-C、SMB-N和SMB-P增加百分比显著高于CF。与CK和CF比较,0-60cm的土层中,BOF显著增加了乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、硫酸酯酶、β-木糖苷酶、β-葡糖苷酶、α-葡糖苷酶、转化酶及过氧化氢酶的活性。与CK比较,BOF和CF都显著增加了土壤中氮素循环相关功能基因(nifH、amoA、nirK、nirS、narG和nosZ)的丰度,虽然BOF和CF都增加了 土壤中与反硝化作用有关的基因(nnirK、nirS、narG和nosZ)的丰度,但BOF的土壤中这些基因丰度均显著低于CF。4.土壤中微生物群落结构的多样性提高、微生物类群之间相互作用的增加以及微生物网络的稳定是苹果园高产稳产的基础。与CK和CF比较,0-60cm的土层中,BOF显著增加了 土壤中16SrRNA基因和18SrRNA基因的丰度,增加了细菌和真菌的丰富度指数和多样性指数,显著改变了细菌和真菌的群落结构。BOF增加了细菌富营养型类群(Copiotroph)如变形菌门、拟杆菌门、Alpha-和Gamma-变形菌纲的相对丰度,减少了贫营养型类群(Oligotroph)如酸杆菌门、绿弯菌门、球形杆菌属、酸杆菌Gp4和Gp6的相对丰度,增加了有益微生物类群如假单胞菌目、黄色单胞菌目、鞘脂单胞菌目、芽孢杆菌属、假单胞菌属和溶杆菌属的相对丰度,增加了固定有机碳、氮微生物类群红螺菌目的相对丰度,增加了真菌子囊菌门、担子菌门、Lecanicillium属和Ilyonectria属的相对丰度。施肥处理和土层都显著影响了土壤细菌和真菌的群落结构,其中施肥处理是影响细菌群落结构的主要因素,土层是影响真菌群落结构的主要因素。BOF的细菌和真菌群落的网络模块化程度更高,网络组织更复杂、网络节点之间联系更紧密,有益微生物类群(假单胞菌)扮演更重要的角色。土壤中变形菌门、拟杆菌门、芽孢杆菌属、溶杆菌属、假单胞菌属、Lecanicillium属和Ilyonectria属丰度的提高有利于增加苹果产量。结论:施用生物有机肥提高了土壤有机质和土壤全量养分含量、土壤微生物生物量、土壤酶活性和氮素循环相关微生物的丰度,因此提升了土壤肥力;改变了土壤细菌和真菌的群落结构,增加了土壤中富营养型类群与有益微生物类群的丰度,使微生物群落的网络模块化程度更高、网络组织更复杂、网络节点之间联系更紧密,网络中有更多能够支配信息交流、物质交换的“联络员”,有益微生物类群扮演了更重要的角色。因此,苹果园施用生物有机肥是提高土壤肥力和生产力,构建高产稳产土壤微生物区系的重要施肥措施。