制种玉米连作对土壤氮组分含量及根腐病发病的影响

摘要

为探究制种玉米连作根内微生物、土壤氮素与根腐病发病率间的相关关系，采用大田试验及高通量测序技术，以不同连作年限（5、10、15、20、25年）制种玉米田为研究对象，未种植玉米的地块为对照（CK），调查玉米根腐病发病率，测定玉米根部内生菌与土壤不同形态氮素含量。结果表明，与对照（CK）比较，连作25年的地块土壤全氮含量显著降低，至0.72 g/kg；铵态氮含量显著升高，至72.97 mg/kg；而硝态氮与水解氮含量呈现先增加后下降趋势。5个连作地块的酸解氮、水解氮和铵态氮含量均显著增加，氨态氮含量显著下降；除连作5年外，其余4个连作地块的氨基酸态氮含量显著增加，全氮、非酸解氮和氨基糖态氮含量显著下降（P<0.05）。连作显著降低根内微生物多样性与丰富度（P<0.05）。在属水平，制种玉米根内优势细菌13个属，其中假单胞菌属（Pseudomonas）、根瘤菌属（Rhizobium）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、地杆菌属（Pedobacter）与泛菌属（Pantoea）丰度最高；优势真菌10个属，其中隔孢伏革属（Peniophora）、曲霉属（Aspergillus）、裂褶菌属（Schizophyllum）与单孢平霉属（Phialemoniopsis）丰度最高。连作对制种玉米根内细菌与真菌属的类型变化无显著影响，但连作改变了根内细菌与真菌属的相对丰度。此外，制种玉米根腐病发病率均显著上升，根腐病发病率与土壤酸解氮、氨基酸态氮、水解氮、铵态氮及硝态氮含量均呈极显著正相关（P<0.01），与土壤全氮、非酸解氮含量却呈极显著负相关（P<0.01）；根腐病发病率与镰刀菌属、曲霉属的相对丰度均呈显著正相关（P<0.05）。综上，制种玉米连作生产中土壤有效态氮，特别是酸解氮和非酸解氮的含量与优势病原菌的相对丰度、根腐病发病率均呈显著正相关（P<0.05），可用来准确地预测玉米根腐病的发生。

关键词

制种玉米 / 连作 / 土壤氮 / 根腐病 / 酸解氮

基金资助

甘肃省重点研发项目（22YF7NG128）; 国家自然科学基金（41867010）; 甘肃省玉米种业全产业链关键技术联合攻关与示范项目（21ZD10NF003）