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在农业生产中，硫被广泛用于防治橡胶树白粉病，但它对橡胶园土壤微生物群落影响不明。研究人员通过采集云南橡胶园土壤样本，分析细菌和真菌群落。结果显示，硫喷改变微生物群落结构，影响养分循环。该研究为合理用硫提供依据。
在农业的大舞台上，元素硫是一位备受瞩目的 “选手”，它凭借着出色的抗病虫害能力，在防治作物白粉病等方面发挥着重要作用，尤其是在橡胶种植领域。橡胶树，作为天然橡胶的重要来源，为众多工业生产提供着不可或缺的原材料。然而，白粉病就像潜伏在橡胶树身边的 “恶魔”，在中国亚热带气候地区，它的肆虐可能导致橡胶产量锐减高达 45%。为了守护橡胶树的健康，元素硫成为了农民们对抗白粉病的有力武器，每年都会有大量的硫粉被喷洒在橡胶园里。
但在硫粉发挥保护作用的同时，一系列问题也逐渐浮现。大量的硫进入土壤后，如同投入平静湖面的巨石，引发了一系列未知的生态涟漪。虽然此前有研究发现土壤总硫含量与土壤微生物呼吸呈负相关，暗示着硫对土壤微生物活动存在负面影响，可硫喷对橡胶园土壤微生物群落的多样性、组成以及功能特性的具体影响，依旧是一个未解之谜。这就好比在黑暗中摸索，我们知道前方有重要的东西等待发现，却看不清道路。为了揭开这个谜团，探寻硫喷背后隐藏的生态秘密，海南大学三亚育种繁殖研究所等机构的研究人员勇敢地踏上了探索之旅，开展了这项关于 “硫喷对橡胶园土壤微生物群落和功能属性影响” 的研究，相关成果发表在《BMC Microbiology》杂志上 。
研究人员为了深入了解硫喷对橡胶园土壤微生物的影响，采用了一系列先进的研究技术。在样本采集方面，他们选择了位于云南河口县的橡胶园作为实验场地，这里气候温暖湿润，非常适合橡胶树生长。在实验设计上，设置了硫处理组和对照组，并且在硫处理组按照标准的橡胶园白粉病防治流程进行硫粉喷洒，分别在喷后第 7、14、30 和 60 天采集土壤样本。之后，利用高通量测序技术，对土壤中的细菌和真菌群落进行分析。这种技术就像是为微生物世界打开了一扇高清的窗户，让研究人员能够清晰地观察到微生物的多样性、组成以及它们之间的相互关系。同时，借助多种生物信息学分析方法，如主坐标分析（PCoA）、线性判别分析效应量（LEfSe）分析等，全面深入地探究微生物群落的变化规律。
硫喷对橡胶园土壤微生物多样性和群落动态的影响
研究人员通过分析大量土壤样本的测序数据，发现硫喷对微生物群落的影响十分复杂。从 alpha 多样性指数来看，无论是细菌还是真菌，在硫处理组和对照组之间并没有显著差异。这意味着硫喷并没有改变土壤中微生物的总体丰富度和均匀度，就好像森林里的树木种类数量没有因为某种外界因素而改变一样。但 beta 多样性分析结果却截然不同，在细菌群落中，硫处理组和对照组在培养初期（第 14、30 和 60 天）存在明显差异，这表明硫喷显著影响了细菌群落的组成结构，不同样本间的微生物种类和数量分布发生了变化。而真菌群落对硫处理的反应则更为微妙，仅在第 60 天的样本中出现了明显的聚类模式，说明真菌群落对硫处理的响应具有时间依赖性。
橡胶园土壤微生物组成和硫干扰
在微生物组成方面，研究发现橡胶园土壤中存在着丰富多样的微生物类群。细菌群落中，酸杆菌门（Acidobacteriota）、放线菌门（Actinobacteriota）、绿弯菌门（Chloroflexi）等是主要的优势门类，它们共同构成了土壤微生物的 “主力军”。然而，硫的存在却打破了这个 “阵营” 的平衡。绿弯菌门在土壤中承担着重要的生态任务，它能够对各种人为污染物进行脱氯和解毒，维持土壤的健康。但在硫处理下，绿弯菌门的相对丰度出现了先升后降的变化，这种变化可能会削弱土壤对有害有机卤化物的降解能力，就像给土壤的 “解毒系统” 踩了刹车。同时，Planctomycetes 的相对丰度在硫处理下也显著降低。在真菌群落中，子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）占据主导地位，而 Mortierellomycota 的相对丰度在硫处理下始终较低，这可能与硫喷导致的土壤酸化有关，进而影响土壤的养分循环和有机物分解效率。在属水平上，硫处理使得芽孢杆菌属（Bacillus）、新鞘氨醇杆菌属（Sinomonas）等细菌的相对丰度增加，这些细菌能够利用硫元素促进自身繁殖，并且对土壤养分循环起到积极的推动作用。
硫诱导的橡胶园土壤微生物相互作用网络和关键类群的变化
生态网络分析表明，硫处理对微生物相互作用网络产生了显著影响。在细菌共现网络中，硫处理组的连接数量和正相关比例都有所增加，这意味着硫增强了细菌之间的相互作用，它们之间的联系变得更加紧密，就像一个城市里的人们之间的交流变得更加频繁。在真菌共现网络中，虽然连接数量和平均度有所降低，但正相关比例却增加了，说明真菌群落也在通过种内合作来应对硫的影响。而在细菌 - 真菌相互作用网络中，硫处理导致连接数量减少，但正相关比例增加，这表明硫处理虽然减少了关键物种，但促进了微生物群落间的种间合作。不过，过度的合作也可能带来负面影响，比如会放大环境干扰对群落的影响，威胁到群落的稳定性。
硫喷对橡胶园土壤微生物组表型和功能恢复力的影响
通过多种数据库的功能注释分析，研究人员发现硫喷对土壤细菌群落的表型和功能影响有限。在橡胶园表层土壤中，需氧细菌的丰度明显高于厌氧细菌，革兰氏阴性菌的数量多于革兰氏阳性菌，且这些表型特征在硫处理下保持相对稳定。在功能方面，虽然土壤微生物在碳、氮、硫等元素的循环中发挥着重要作用，但硫处理主要抑制了硫化合物的呼吸强度，这表明硫处理干扰了土壤中硫酸盐还原菌的代谢活动，对土壤硫代谢产生了负面影响。
综上所述，这项研究全面深入地揭示了硫喷对橡胶园土壤微生物群落和功能属性的影响。在 60 天的研究期间内，每公顷施用 45kg 硫导致微生物群落结构发生时间性变化，影响了特定细菌和真菌类群的组成。一些细菌如芽孢杆菌属和新鞘氨醇杆菌属在硫处理下生长旺盛，对土壤养分循环产生了积极影响。然而，硫喷虽然增强了微生物之间的相互作用和合作，但对微生物表型和群落功能的影响有限，并且还抑制了硫化合物的呼吸，这对土壤微生物活动有着更为复杂的影响。这些研究结果表明，元素硫对橡胶园土壤微生物动态既有着有益的一面，也存在不利的影响。因此，在实际农业生产中，需要谨慎平衡硫的施用量，以维持土壤健康，保障长期的土壤肥力，确保橡胶园生态系统的稳定和可持续发展。这不仅为橡胶种植中的硫管理提供了重要的科学依据，也为其他农业生态系统中合理使用硫元素提供了宝贵的参考。
