复合农林生态系统是一种综合的土地利用方式,具有充分利用资源和增加产量的特点。本研究在盆栽条件下探讨桑树/苜蓿间作体系中地上部分和地下部分之间的相互作用,研究其生长特性、根际土壤养分含量、土壤酶活性、土壤微生物数量、土壤微生物群落结构及功能多样性特性。结果表明：随着生育期的推进,桑树和苜蓿株高、茎粗、叶面积指数(LAI)、分枝数和产量性状均有所增加。其中,间作桑树株高、茎粗、叶面积指数和分枝数等产量性状较单作增加,从而导致单株产量有所增加；相反,间作苜蓿株高、分枝数和产量低于单作苜蓿。桑树与苜蓿间作系统中,桑树和苜蓿根长、根系干重及根长密度均明显增加。植株根长和根系密度与株高、茎粗、叶面积指数和产量呈显著正相关,根系干重与分枝数呈显著正相关。在桑树和苜蓿的共生期,桑树和苜蓿植株氮素、磷素和钾素的积累量均随着生育期的推进显著增加,至成熟期达最大值。间作桑树对氮、磷和钾素的吸收与积累显著高于单作桑树,而间作苜蓿对磷和钾素的吸收和积累低于单作苜蓿。植株株高、茎粗、叶面积指数、产量、根长和根系密度与植株氮素、磷素和钾素积累量显著相关,其中株高与氮、磷和钾素积累量的相关系数最高,可以作为植株生长的重要指标。桑树/苜蓿间作系统土壤养分、土壤酶及土壤微生物数量检测表明,间作能够提高土壤中有机质、速效氮和速效磷含量；间作根际土壤脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶高于单作处理,但对蔗糖酶活性无显著影响。桑树/苜蓿间作对土壤微生物的影响主要表现为,间作明显增加了土壤中细菌、放线菌和总微生物数量,但降低了土壤中真菌数量。通过相关分析得出,土壤脲酶与土壤细菌、放线菌数量和微生物总数呈显著正相关关系；过氧化氢酶和磷酸酶与细菌、放线菌数量和微生物总数呈显著正相关关系,与真菌呈显著负相关关系。磷元素在影响植物生长方面具有重要意义,在研究不同磷素形态对桑树/苜蓿间作体系的影响时发现,供磷处理(有机磷和无机磷)桑树和苜蓿生物量高于不供磷处理。不同形态磷源对桑树和苜蓿生物量的影响表现为：以无机磷为磷源时桑树生物量最高,供有机磷处理次之,不供磷处理最低。供磷时作物土壤酸性磷酸酶活性高于不供磷处理,另外桑树/苜蓿间作种植方式也显著增强了土壤中酸性磷酸酶活性。在磷素供应不足时(缺磷和有机磷),豆科作物(苜蓿)根际土壤的酸性磷酸酶活性平均比桑树高21.67%。基于Biolog-Eco平板法的微生物碳代谢研究表明,在整个培养过程中,与单作处理相比,间作桑树平均颜色变化率(AWCD)显著增加,而间作苜蓿的AWCD有所降低;土壤微生物利用的单一碳源的主成分分析结果表明,与碳源利用相关的主成分1和主成分2分别解释变量方差的50.8%和12.9%。主成分分析表明主要贡献的碳源是羧酸、聚合物和糖类。其中,其他化合物和羧酸为单作桑树根际土壤微生物利用的主要碳源；间作桑树为氨/胺类、氨基酸和聚合物；而氨/胺类、其他化合物和聚合物为单作苜蓿根际土壤微生物利用的主要碳源,间作苜蓿为氨基酸和其他化合物。此外,间作和单作处理土壤微生物群落形成了各自特有的代谢功能特性。利用高通量测序技术分析4个土壤样品的细菌群落结构多样性差异,所有样品共检测出23,047条序列,分属于细菌的28个门,其中,变形菌门(Proteobacteria)、后壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)为优势类群,约占整个细菌群落相对丰度80%左右。变形菌门(Proteobacteria)相对丰度最高,后壁菌门(Firmicutes)为第二位优势类群。通过比较细菌群落多样性(Ace、Chao 1、Shannon和Simpson指数)可知,在桑树／苜蓿共生期间,桑树根际土壤Shannon指数较单作桑树高,而间作种植模式对苜蓿Shannon指数影响不显著。另外,间作桑树丰富度指数Ace和Chao 1均低于单作桑树。聚类分析和主成分分析显示单作苜蓿和间作苜蓿土壤细菌多样性相似度较高；而间作桑树和单作桑树土壤细菌群落结构显著不同。利用典范对应分析(CCA)分析土壤细菌门分类与环境因子关系时发现有机质、速效氮和速效磷是影响根际土壤细菌门的主要土壤养分因子。其中,土壤养分因子影响细菌门分类主要表现为：速效氮含量与Protebacteria、Bacteroidetes和Nitrospirae呈显著正相关；而速效磷与Acidobacteria、Actinobacteria和Gemmatimonadetes呈显著正相关。另外,在分析土壤养分因子和土壤酶对在纲和属等级上不同细菌对相对丰富度及土壤微生物的多样性指数的影响时发现,土壤速效氮、速效磷、脲酶和蔗糖酶是影响土壤细菌群落结构和细菌多样性指数的主要因素。综上所述,桑树／苜蓿间作种植在提高作物地上部生长发育的同时,还促进了地下部根系的生长。另外,间作后桑树产量的增加与间作提高土壤养分、增强土壤酶活性及增加微生物多样性密切相关。