不同连作年限黄壤烟田土壤细菌群落的差异
[目的]良好的土壤微生态环境有利于烟田土壤养分的生物转化和烤烟优良品质的形成.本研究利用高通量测序技术,分析了重庆不同种植年限黄壤烟田的土壤细菌群落多样性和结构组成与连作年限的关系.[方法]在重庆市选取未种植烤烟(CK)和连续种植烤烟1年、3年、5年、8年、10年和12年的地块(土壤类型为黄壤),取0-20 cm耕层土样,分析其土壤理化性状.对高通量测序所得的细菌原始数据质控、优化等预处理后进行OTU分析,按照97％的相似性阀值将序列划分为不同的OTU,用于分析细菌群落的组成(关键物种差异比较柱状图),进而进行样本比较分析(beta多样性分析)、关联与模型预测分析(相关性heatmap图)等统计和可视化分析.[结果]1)土壤pH随连作年限的增加呈下降趋势,种植8～12年的土壤pH、有机质和微生物量碳均显著低于1～5年的,种植12年的又显著低于种植8～10年的;土壤碱解氮和速效钾随着连作年限的增加则显著增加,碱解氮含量表现为:种植1年＜3～5年＜8年＜ 10～12年(P＜0.05),速效钾含量则表现为,种植1～5年显著低于8年,8年的又显著低于10～12年(P＜0.05);有效磷含量随着连作年限的增加显著降低,特别是种植12年的,除连作8年的土壤外均显著降低.2)土壤细菌群落和组成随种植年限的延长而变化,种植5年的烟田细菌的多样性和丰富度最高,多样性Shannon指数和丰富度Chao 1指数分别达到6.23和1686,连作5年后,细菌的多样性和丰富度开始下降,并在连作12年时最低.当连作年限达到12年时,酸杆菌门的含量锐减到13.9％,主要菌属之一的嗜酸杆菌属基本消失,厌氧菌属的含量显著升高到2.42％.在13个主要的土壤细菌门类中(相对丰度＞1％),拟杆菌门(P＜ 0.01)、浮霉菌门(P＜0.01)、装甲菌门(P＜0.01)和蓝藻菌门(P＜0.01)在不同种植年限烟田土壤间差异显著;3)长期连作对黄壤烟田细菌群落组成具有显著影响,土壤细菌多样性和组成与土壤pH、土壤养分等密切相关,土壤pH与放线菌门、变形菌门、绿弯菌门和酸杆菌门呈显著正相关关系.绿弯菌门与土壤pH、有机质、总碳、碱解氮均呈显著正相关关系,说明pH和土壤速效养分是影响土壤细菌组成的关键因子.[结论]长期连作严重影响了土壤理化性状,特别是连作5年以上的地块,土壤pH、有机质、活性有机碳和有效磷含量均显著降低,进而显著降低了土壤细菌群落和组成多样性.因此,强烈建议连作5年以上的烟田要进行轮作,以改善土壤微生态环境及促进烟田健康可持续利用.
连作、烟田、细菌、群落组成
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中国烟草总公司科技重点项目110201902005
2020-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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