玉米倒茬与秸秆覆盖对连作马铃薯根际土壤细菌群落结构的影响

摘要

为了研究玉米倒茬和秸秆覆盖对长期连作马铃薯土壤的影响，试验在连续种植马铃薯8 a的土地上进行了4种不同的处理：对照组（CK）,未进行任何处理；采用玉米秸秆覆盖（T₁）;先进行玉米倒茬，然后覆盖玉米秸秆（T₂）;仅进行玉米倒茬处理（T₃）。通过高通量测序研究玉米倒茬与秸秆覆盖对马铃薯现蕾期根际土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明：采用秸秆覆盖后马铃薯根际土壤细菌的丰富度均增长，T₁、T₂分别增长了3.72%和5.18%,但单独采用玉米倒茬降低了4.91%,并且玉米倒茬和秸秆覆盖会明显提高马铃薯根际土壤细菌的多样性，T₁、T₂、T₃较CK分别提高7.03%、8.03%、3.43%,处理间差异不显著。将不同处理马铃薯土壤样品细菌群落结构相似度进行聚类分析，按细菌相似度可将处理分为两大类，第一类包含CK和T₁处理组，第二类包含T₂和T₃处理组。玉米倒茬与秸秆覆盖下马铃薯根际土壤细菌的优势种群以放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、拟杆菌门（Bacteroidota）、芽单胞菌门（Gemmatimonadota）、黏球菌门（Myxococcota）为主。其中T₁处理的放线菌门（Actinobacteriota）较CK增长10.89%,T₂和T₃处理较CK分别降低4.83%和8.78%。与CK相比，3组处理变形菌门（Proteobacteria）相对丰度均增长，T₂增幅最高（33.44%）。各处理厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度较CK均降低，T₂较CK降低最多，为77.41%。T₁处理的绿弯菌门（Chloroflexi）相对丰度较CK增长29.09%,T₂和T₃处理较CK分别显著增长41.03%和34.45%（P<0.05）。各处理酸杆菌门（Acidobacteriota）相对丰度较CK均有所增长，T₁、T₂、T₃分别增长58.86%、27.69%、35.27%。环境因子关联度分析结果表明，土壤全磷含量、土壤脱氢酶活性是影响根际土壤细菌群落的主要环境因子。玉米倒茬和秸秆覆盖改善了土壤微环境，显著降低了有害菌属如芽孢杆菌属（Bacillus）的数量，尤其是T₂处理其数量显著降低了70.28%,有效缓解了马铃薯病害的传播与发生。

关键词

马铃薯 / 连作障碍 / 玉米倒茬 / 秸秆覆盖 / 根际土壤细菌群落