微生物學(xué)通報(bào) Jan 20 2022 49 1 101 114 Microbiology China DOI 10 13344 j microbiol china 210583 Copyright 2022 Microbiology China All Rights Reserved 基金項(xiàng)目 河北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 20327507D 河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目 HBCT2018030205 Supported by Key Research and Development Program of Hebei Province 20327507D Modern Agricultural Industry Technology System Innovation Team Project of Hebei Province HBCT2018030205 Corresponding author E mail huangyali2291 Received 2021 06 29 Accepted 2021 08 08 Published online 2021 10 26 研究報(bào)告 T M K C r 3 鄭立偉 1 趙陽(yáng)陽(yáng) 1 王一冰 1 黃亞麗 1 范鳳翠 2 劉勝堯 2 1 河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 河北 石家莊 050018 2 河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟(jì)研究所 河北 石家莊 050051 鄭立偉 趙陽(yáng)陽(yáng) 王一冰 黃亞麗 范鳳翠 劉勝堯 不同連作年限甜瓜種植土壤性質(zhì)和微生物多樣性 J 微生物學(xué)通報(bào) 2022 49 1 101 114 Zheng Liwei Zhao Yangyang Wang Yibing Huang Yali Fan Fengcui Liu Shengyao Soil properties and microbial diversity in the muskmelon fields after continuous cropping for different years J Microbiology China 2022 49 1 101 114 摘 要 背景 連作種植和化肥 農(nóng)藥過(guò)量施用導(dǎo)致設(shè)施甜瓜土壤質(zhì)地惡化 病害嚴(yán)重 甜瓜 產(chǎn)量和質(zhì)量下降 目的 明確甜瓜連作種植年限對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì) 土壤酶活性和微生物多樣性的 影響 方法 以甜瓜種植 1 年 5 年和 10 年的溫室耕層土壤為研究對(duì)象 采用常規(guī)分析方法 土 壤酶活測(cè)定試劑盒 稀釋涂布平板法和 Illumina MiSeq 高通量測(cè)序技術(shù)分別進(jìn)行土壤化學(xué)性質(zhì) 酶活性 可培養(yǎng)微生物數(shù)量和微生物多樣性的測(cè)定 結(jié)果 甜瓜連作種植引起耕層土壤全氮 速 效氮 速效磷含量增加和 pH 值升高 與種植 1 年土壤相比 連作 5 年土壤全氮 速效氮 速效磷 和 pH 值分別增加了 1 04 0 56 6 00 和 4 45 連 作 10 年分別增加了 7 25 6 87 17 75 和 5 60 土壤速效鉀含量隨連作年限增加而顯著降低 連作 10 年時(shí)降低幅度達(dá) 12 68 甜瓜連 作種植引起土壤脲酶 堿性磷酸酶 蔗糖酶活性顯著降低 連作 5 年 3 種酶活性分別降低了 2 79 41 05 和 38 81 連作 10 年分別降低了 23 43 42 30 和 66 21 過(guò)氧化氫酶活性隨連作年限 增加呈先降低后增加的趨勢(shì) 甜瓜連作種植導(dǎo)致土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量顯著減少 連作 5 年 和 10 年土壤中細(xì)菌 放線菌 真菌數(shù)量分別較種植 1 年減少 6 02 29 32 32 50 和 58 65 53 17 33 75 甜瓜連作使土壤細(xì)菌多樣性指數(shù)降低 細(xì)菌中變形菌門(mén) Proteobacteria 擬桿 菌門(mén) Bacteroidetes 等優(yōu)勢(shì)菌門(mén)及其中的根瘤菌屬 Rhizobium 假單胞菌屬 Pseudomonas 芽 孢桿 菌屬 Bacillus 等有益菌豐度減少 土壤真菌的豐度增加而均一度降低 真菌的子囊菌門(mén) Ascomycota 豐度增加 冗余分析表明 全氮 速效氮 速效磷和 pH 等土壤性質(zhì)及鞘脂單胞菌 Sphingomonas 芽單胞菌 Gemmatimonas 霉菌屬 Mycothermus 等微生物種群與甜瓜連作年限呈正相關(guān) 結(jié)論 設(shè)施甜瓜連作導(dǎo)致土壤化學(xué)性質(zhì)和微生物環(huán)境惡化 該研究為設(shè)施甜瓜連作土壤的修復(fù)和甜瓜產(chǎn) 102 微生物學(xué)通報(bào) Microbiol China Tel 010 64807511 E mail tongbao 業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考 關(guān)鍵詞 甜瓜 連作年限 土壤化學(xué)性質(zhì) 土壤酶活性 微生物多樣性 Soil properties and microbial diversity in the muskmelon fields after continuous cropping for different years ZHENG Liwei 1 ZHAO Yangyang 1 WANG Yibing 1 HUANG Yali 1 FAN Fengcui 2 LIU Shengyao 2 1 College of Environmental Sciences and Engineering Hebei University of Science and Technology Shijiazhuang 050018 Hebei China 2 Institute of Agricultural Information and Economics Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences Shijiazhuang 050051 Hebei China Abstract Background Muskmelon under protected cultivation faces soil deterioration serious diseases and the decline of muskmelon yield and quality as a result of continuous cropping and excessive chemical fertilizer and pesticides application Objective This paper aims to clarify the effect of continuous cropping span of muskmelon on soil chemical properties enzyme activity and microbial diversity Methods Topsoil samples were collected from the greenhouses after 1 year 5 years and 10 years of continuous muskmelon cropping Soil chemical properties enzyme activity culturable microorganism count and microbial diversity were determined with conventional methods enzyme assay kits dilution plate method and Illumina MiSeq respectively Results Continuous cropping increased soil total nitrogen available nitrogen available phosphorus and pH The total nitrogen available nitrogen available phosphorus and pH in soil after 5 years of continuous cropping were 1 04 0 56 6 00 and 4 45 higher than those in soil after one year of planting respectively and the corresponding figures for soil after 10 years of continuous cropping were 7 25 6 86 17 75 and 5 60 respectively However soil available potassium was reduced significantly with the continuous cropping and the reduction reached 12 68 in soil after 10 years of continuous cropping Continuous cropping significantly decreased the activity of soil urease alkaline phosphatase and sucrase and the decrease was 2 79 41 05 and 38 81 for soil under 5 years of continuous cropping respectively and 23 43 42 30 and 66 21 for soil under 10 years of continuous cropping respectively However the activity of catalase reduced first and then rose with the continuous cropping The counts of bacteria and actinomyces decreased significantly with the continuous cropping To be specific the number of bacteria actinomyces and fungi was 6 02 29 32 and 32 50 smaller in soil after 5 years of continuous cropping respectively and 58 65 53 17 and 33 75 smaller in soil after 10 years of continuous cropping respectively than that in soil after one year of planting Moreover bacterial diversity was lowered as manifested by the reduction of the dominant Proteobacteria and Bacteroidetes and the beneficial Rhizobium Pseudomonas and Bacillus The abundance of fungi was increased and the evenness was reduced Specifically the abundance of Ascomycota rose Redundancy analysis indicated that soil total nitrogen available nitrogen available phosphorus and pH and soil 鄭立偉等 不同連作年限甜瓜種植土壤性質(zhì)和微生物多樣性 103 Tel 010 64807511 E mail tongbao Sphingomonas Gemmatimonas and Mycothermus were in positive correlation with continuous cropping span Conclusion Continuous cropping of muskmelon resulted in deterioration of soil chemical properties and microbial environment The study provided a reference for the remediation of soil under continuous muskmelon cropping and sustainable development of muskmelon industry Keywords muskmelon continuous cropping span soil chemical properties soil enzyme activity microbial diversity 甜瓜 Cucumis melo L 屬于葫蘆科甜瓜 屬 是我國(guó)常見(jiàn)的春夏季果品 設(shè)施栽培是 提早甜瓜上市時(shí)間 增加種植效益的有效措 施 然而 由于設(shè)施栽培的棚室小氣候及化 肥 農(nóng)藥的過(guò)量施用 導(dǎo)致設(shè)施土壤質(zhì)地惡 化 病害嚴(yán)重 產(chǎn)量降低等連作障礙 1 研究 設(shè)施甜瓜連作種植所引起的土壤性質(zhì)變化對(duì) 明確連作病因 緩解連作障礙具有重要的意 義 連作種植引起的土壤性質(zhì)變化包括土壤 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì)等 2 對(duì)設(shè)施 茄子 黃瓜 番茄 辣椒等作物連作后土壤 理化性質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn) 連作種植使耕層土 壤氮 磷 鉀等營(yíng)養(yǎng)元素積累 鹽分增加 土壤酸化 3 4 與土壤理化指標(biāo)相比 土壤酶 活性作為一類(lèi)生物學(xué)指標(biāo)能敏感地反映土壤質(zhì) 量的變化 5 6 研究發(fā)現(xiàn) 設(shè)施連作種植使土壤 脲酶 蔗糖酶 過(guò)氧化氫酶 堿性磷酸酶等酶 活性下降 導(dǎo)致土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和供應(yīng)受阻 7 8 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)能夠直觀地反映土壤微 生態(tài)狀況和病害的發(fā)生趨勢(shì) 9 Liu 等研究發(fā) 現(xiàn) 隨作物連作年限的延長(zhǎng) 土壤微生物多樣性 指數(shù)降低 10 土壤菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化 11 甜瓜連作處理根區(qū)土壤中尖孢鐮刀菌數(shù)量升 高 枯萎病發(fā)生率增加 12 總之 設(shè)施連作種植在一定程度上引起土 壤理化性質(zhì) 酶活性和微生物多樣性的改變 但有關(guān)設(shè)施甜瓜連作對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)和微生物 多樣性的影響尚缺乏系統(tǒng)研究 特別是對(duì)不同 連作年限的甜瓜種植土壤的細(xì)菌和真菌群落結(jié) 構(gòu)分析未見(jiàn)報(bào)道 本研究以不同連作年限設(shè)施 甜瓜種植土壤為研究對(duì)象 重點(diǎn)探討不同連作 年限甜瓜土壤化學(xué)性質(zhì) 微生物多樣性和群落 結(jié)構(gòu)及其相關(guān)關(guān)系 以揭示設(shè)施甜瓜連作障礙 的主要因素 為設(shè)施甜瓜連作障礙的有效防治 提供理論支撐 1 材料與方法 1 1 研究區(qū)域概況 研究區(qū)選在河北省滄州市青縣 116 45 E 116 48 E 38 33 N 38 37 N 青縣是河北省 甜瓜特色農(nóng)業(yè)種植大縣 氣候?qū)贉貛О霛駶?rùn)大 陸性季風(fēng)氣候 四季分明 年均氣溫 12 1 C 年日照時(shí)數(shù) 2 769 8 h 無(wú)霜期 180 d 年均降水 量 618 mm 本研究以青縣設(shè)施甜瓜連片種植區(qū) 9 棟溫室的耕層土壤為樣本 甜瓜品種均為博洋 9 號(hào) 其中甜瓜 1 年種植 5 年種植和 10 年種植 的溫室各 3 棟 9 棟溫室所在位置的氣候條件和 耕作管理模式均相同 肥料為有機(jī)肥 市場(chǎng)購(gòu) 買(mǎi)的雞糞或牛糞有機(jī)肥 用量 30 000 kg hm 2 pH 8 0 9 0 有機(jī)質(zhì) 40 和復(fù)合肥 市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi) 的氮 磷 鉀復(fù)合肥 用量 300 kg hm 2 N P 2 O 5 K 2 O 45 整地前施用 1 2 土樣采集和處理 于 2019 年 5 月 10 日甜瓜拉秧期進(jìn)行樣品 采集 采用五點(diǎn)取樣法用土鉆采集深度為 0 20 cm 的耕層土壤放置于無(wú)菌封口袋中 冷 藏運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室 將樣品充分混合后 在無(wú)菌 環(huán)境下采用四分法將采集的土樣分成 3 份 其 104 微生物學(xué)通報(bào) Microbiol China Tel 010 64807511 E mail tongbao 中一份土樣自然風(fēng)干 過(guò) 0 2 mm 網(wǎng)篩 進(jìn)行土 壤化學(xué)性質(zhì)和酶活性的測(cè)定 一份 4 C 冷藏保 存 進(jìn)行可培養(yǎng)微生物數(shù)量測(cè)定 一份 80 C 超低溫保存 用于細(xì)菌和真菌的多樣性測(cè)定 1 3 方法 1 3 1 土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定 土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法參考 土壤分析技 術(shù)規(guī)范 第 2 版 13 進(jìn)行 其中有機(jī)質(zhì)采用重 鉻酸鉀氧化 容量法測(cè)定 全氮采用凱式蒸餾 法測(cè)定 速效氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定 速效磷 采用碳酸氫鈉浸提 鉬銻抗比色法測(cè)定 速效 鉀采用乙酸銨提取 火焰光度計(jì)法測(cè)定 土壤 pH 采用電位法按土水質(zhì)量比 1 2 5 測(cè)定 1 3 2 土壤酶活性測(cè)定 土壤酶活性采用南京建成生物工程研究所 試劑盒測(cè)定 其中土壤脲酶采用苯酚鈉 次氯 酸鈉比色法 以 24 h 后 1 g 土壤中產(chǎn)生 1 mg NH 3 N 為 1 個(gè)酶活力單位 土壤蔗糖酶采用 3 5 二硝基水楊酸比色法 以 24 h后 1 g土壤中 產(chǎn)生 1 mg 還原糖定義為 1 個(gè)酶活力單位 土壤 堿性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法 以 37 C 24 h 后 1 g 土壤釋放 1 mol 酚定義為 1 個(gè)酶活單位 土壤過(guò)氧化氫酶采用紫外分光光 度法 以 24 h 后 1 g 土壤催化降解 1 mol H 2 O 2 定義為 1 個(gè)酶活力單位 1 3 3 土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量測(cè)定 土壤中細(xì)菌 真菌和放線菌數(shù)量測(cè)定按照 土壤微生物研究原理與方法 14 中稀釋涂布 平板法進(jìn)行 1 3 4 土壤微生物多樣性測(cè)定及分析 委托生工生物工程 上海 股份有限公司進(jìn) 行微生物多樣性分析 采用 Illumina 公司的 MiSeq PE300 平臺(tái) 對(duì)細(xì)菌 16S rRNA 基因的 V3 V4 區(qū)和真菌 rDNA ITS 序列進(jìn)行擴(kuò)增及測(cè) 序 得到的原始圖像數(shù)據(jù)經(jīng) C A S AVA 堿基識(shí)別 轉(zhuǎn)化為原始測(cè)序序列 用軟件 Cutadapt 去除接 頭 PEAR 序列對(duì)拼 PRINSEQ 進(jìn)行質(zhì)量剪 切 Usearch 軟件去除序列中非擴(kuò)增區(qū)域序 列 對(duì)去除嵌合體的序列與數(shù)據(jù)庫(kù)代表性序列 進(jìn)行 BLASTn 比對(duì) 在 97 的相似水平下將序 列分成不同的操作分類(lèi)單元 operational taxonomic unit OTU 對(duì)每個(gè) OTU 進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 并對(duì)其代表序列進(jìn)行物種注釋 得到對(duì)應(yīng)的物 種信息及豐度分布情況 1 4 統(tǒng)計(jì)分析 應(yīng)用 Excel 2019 軟件對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì) 酶 活性和可培養(yǎng)微生物數(shù)據(jù)進(jìn)行整理 用 SPSS 21 0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分 析 處理間差異顯著性檢驗(yàn)使用鄧肯法 Duncan P 0 05 用 Mothur 軟件進(jìn)行 多樣 性分析 R 語(yǔ)言 vegan 包進(jìn)行非度量多維尺度 non metricmulti dimensional scaling NMDS 分析和相似性分析檢驗(yàn) 基于 RDP 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì) OTU 進(jìn)行物種分類(lèi) 使用 Stamp 軟件對(duì)各連作 年限間菌群豐度進(jìn)行差異分析 P 0 05 利用 錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率 false discovery rate FDR 做多重檢 驗(yàn)校正 用 R 語(yǔ)言作圖 利用 R 語(yǔ)言計(jì)算物種 和環(huán)境因子的皮爾森相關(guān)系數(shù) pearson correlation 軟件 Canoco 5 0 進(jìn)行冗余分析 redundancy analysis RDA 并作圖 2 結(jié)果與分析 2 1 不同連作年限甜瓜土壤化學(xué)性質(zhì)的變化 表 1 為 1 年 5 年和 10 年設(shè)施甜瓜種植土 壤的化學(xué)性質(zhì) 由表 1 結(jié)果可知 不同種植年 限的甜瓜土壤化學(xué)性質(zhì)存在一定差異 其中土 壤全氮 速效氮 速效磷和 pH 值隨甜瓜種植 年限的增加而增加 與種植 1 年的土壤相比 連作 5 年的土壤全氮 速效氮 速效磷和 pH 值分 別增加了 1 04 0 56 6 00 和 4 45 連作 10 年的土壤則分別增加了 7 25 6 87 17 75 鄭立偉等 不同連作年限甜瓜種植土壤性質(zhì)和微生物多樣性 105 Tel 010 64807511 E mail tongbao 和 5 60 其中土壤速效磷和 pH 這 2 個(gè)指標(biāo)隨 連作年限增加呈顯著差異 而對(duì)于速效鉀來(lái) 說(shuō) 其含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì) 連作 10 年時(shí)降低幅 度達(dá) 12 68 土壤有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)先降后升的 趨勢(shì) 其中連作 5 年的土壤有機(jī)質(zhì)顯著降低 2 2 不同連作年限甜瓜土壤酶活性的變化 甜瓜種植年限對(duì)土壤酶活性具有明顯的影 響 表 2 其中土壤脲酶 堿性磷酸酶和蔗糖 酶活性隨連作年限增加呈降低的趨勢(shì) 與種植 1 年的土壤相比 連作 5 年的土壤脲酶 堿性磷 酸酶 蔗糖酶活性分別降低了 2 79 41 05 和 38 81 連作 10 年的土壤分別降低 23 43 42 30 和 66 21 過(guò)氧化氫酶活性的變化趨 勢(shì)與其他 3 種酶的變化趨勢(shì)不同 隨連作年限 增加呈先降低后增加趨勢(shì) 連作 5 年土壤的過(guò) 氧化氫酶活性顯著低于 1 年和 10 年甜瓜種植土 壤 由結(jié)果可知 甜瓜連作種植造成脲酶 磷 酸酶和蔗糖酶活性降低 從而使土壤中氮 磷 和碳的循環(huán)受阻 養(yǎng)分供應(yīng)能力降低 2 3 不同連作年限甜瓜土壤可培養(yǎng)微生物 數(shù)量變化 如表 3 所示 甜瓜種植土壤中可培養(yǎng)細(xì) 表 1 不同連作年限甜瓜土壤化學(xué)性質(zhì)變化 Table 1 Changes of soil chemical properties of muskmelon at different continuous cropping span 連作年限 Continuous cropping span a 有機(jī)質(zhì) Organic matter g kg 全氮 Total nitrogen g kg 速效氮 Available nitrogen mg kg 速效磷 Available phosphorus mg kg 速效鉀 Available potassium mg kg pH 1 31 41 1 57a 1 93 0 05b 125 71 4 65a 268 05 4 23c 644 17 14 43a 7 86 0 01c 5 28 22 0 37b 1 95 0 05b 126 41 3 08a 284 14 2 13b 663 33 10 10a 8 21 0 02b 10 33 30 0 70a 2 07 0 10a 134 34 7 41a 315 63 10 45a 562 50 20 00b 8 30 0 02a 注 同列中不同小寫(xiě)字母表示差異顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters of the same column values indicate significant differences P 0 05 表 2 不同連作年限甜瓜土壤酶活性變化 Table 2 Changes of soil enzyme activity of muskmelon at different continuous cropping span 連作年限 Continuous cropping span a 脲酶 Urease U g 堿性磷酸酶 Alkaline phosphatase U g 蔗糖酶 Sucrase U g 過(guò)氧化氫酶 Catalase U g 1 3 615 36 405 63a 25 53 2 26a 36 85 6 45a 26 96 0 59a 5 3 514 58 322 52 15 05 3 86b 22 55 3 74b 23 13 1 54b 10 2 768 25 242 03b 14 73 2 11b 12 45 3 04c 27 85 2 12a 注 同列中不同小寫(xiě)字母表示差異顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters of the same column values indicate significant differences P 0 05 表 3 不同連作年限甜瓜土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量的變化 Table 3 Variation of the number of culturable microorganisms in the soil of muskmelon in different continuous cropping span 連作年限 Continuous cropping span a 微生物總數(shù) Total microbe 10 6 CFU g 細(xì)菌 Bacteria 10 6 CFU g 放線菌 Actinomycetes 10 4 CFU g 真菌 Fungi 10 3 CFU g 細(xì)菌 真菌 Bacteria Fungi 10 3 1 13 8 3 3a 13 3 3 3a 45 7 3 3a 8 0 2 5a 1 7 0 8b 5 12 8 3 0a 12 5 2 9a 32 3 10 6b 5 4 1 8a 2 3 0 8a 10 5 7 0 8b 5 5 0 8b 21 4 2 9b 5 3 2 1a 1 2 0 5b 注 同列中不同小寫(xiě)字母表示差異顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters of the same column values indicate significant differences P 0 05 106 微生物學(xué)通報(bào) Microbiol China Tel 010 64807511 E mail tongbao 菌 放線菌 真菌的數(shù)量均隨種植年限延長(zhǎng)而 降低 其中 連作 5 年土壤中細(xì)菌 放線菌 真菌的數(shù)量分別較 1 年土壤中降低 6 02 29 32 和 32 50 連作 10 年土壤則較 1 年分 別降低 58 65 53 17 和 33 75 細(xì)菌數(shù)量 與真菌數(shù)量的比值表示土壤中可培養(yǎng)微生物的 平衡狀態(tài) 該比值越小說(shuō)明土壤發(fā)生土傳病害 的可能性越大 由表 3 結(jié)果可以看出 連作 10 年土壤細(xì)菌 真菌的比值低于種植 1 年和連作 5 年的土壤 表明長(zhǎng)期連作可能會(huì)造成甜瓜土傳 病害發(fā)生嚴(yán)重 2 4 連作年限對(duì)甜瓜土壤微生物群落多樣 性的影響 2 4 1 連作年限對(duì)甜瓜土壤微生物多樣性的影響 由表 4 結(jié)果可以看出 3 個(gè)不同種植年限 土壤中細(xì)菌 OTU 分別為 4 487 5 470 和 4 599 個(gè) 文庫(kù)覆蓋率為 98 對(duì) 3 個(gè)不同種植 年限土壤的細(xì)菌 多樣性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 隨著 連作時(shí)間的延長(zhǎng) 土壤的辛普森 Simpson 指 數(shù) Chao1 指數(shù)和 ACE 指數(shù)均有一定程度的降 低 說(shuō)明甜瓜連作導(dǎo)致細(xì)菌多樣性減少 但是 不同連作年限之間不存在顯著差異 真菌 rDNA ITS 序列分析和 OTU 聚類(lèi)結(jié)果顯 示 3 個(gè)不同種植年限土壤中真菌 OTU 分別為 388 497和 568個(gè) 隨著連作年限的延長(zhǎng) 真菌 的 OTU 數(shù)量顯著增加 說(shuō)明連作使土壤真菌的 種類(lèi)增加 對(duì)土壤真菌的多樣性指數(shù)進(jìn)行分析 發(fā)現(xiàn) 表 4 與種植 1 年土壤相比 連作 5 年和 10 年土壤的香農(nóng) Shannon 指數(shù)和 Chao1 指數(shù)增 加 辛普森 Simpson 指數(shù)顯著降低 說(shuō)明隨年限 的增加 土壤真菌的豐富度增加 均一度下降 2 4 2 連作年限對(duì)甜瓜土壤細(xì)菌群落組成及豐 度的影響 在門(mén)水平下對(duì)土壤細(xì)菌群落豐度進(jìn)行分析 發(fā)現(xiàn) 表 5 不同連作年限土壤中前 6 位的優(yōu)勢(shì) 菌門(mén)均相同 在優(yōu)勢(shì)菌門(mén)中 變形菌門(mén) Proteobacteria 擬桿菌門(mén) Bacteroidetes 放 線菌門(mén) Actinobacteria 和厚壁菌門(mén) Firmicutes 這 4 個(gè)門(mén)的微生物豐度均在連作后降低 其中 種植 1 年 5 年和 10 年的土壤 中變形菌門(mén) Proteobacteria 的豐度 分別為 48 63 45 55 和 40 83 而酸桿菌門(mén) Acidobacteria 浮霉 菌門(mén) Planctomycetes 和芽單胞菌門(mén) Gemmatimonadetes 的豐度則隨種植時(shí)間延長(zhǎng) 而呈現(xiàn)上升趨勢(shì) 其中種植 1 年 5 年和 10 年 的土壤中酸桿菌門(mén) Acidobacteria 的豐度分別 為 6 62 11 33 和 12 06 5 年和 10 年土壤 較種植 1 年的增幅分別為 71 15 和 82 18 表 4 不同連作年限甜瓜土壤細(xì)菌和真菌群落 多樣性指數(shù) Table 4 Alpha diversity index of soil bacterial and fungal communities in muskmelon in different continuous cropping span 分類(lèi) Classification 連作年限 Continuous cropping span a OTU 數(shù)量 Number of OTU 辛普森指數(shù) Simpson index 香農(nóng)指數(shù) Shannon index Chao1 指數(shù) Chao1 index ACE 指數(shù) ACE index 覆蓋率 Coverage 細(xì)菌 Bacteria 1 4 487 479a 0 012 2 0 008 8a 6 08 0 46a 6 020 03 611 41a 6 161 85 575 76a 98 5 5 470 569a 0 003 6 0 000 8a 6 90 0 17a 6 960 84 334 52a 7 187 61 395 58a 98 10 4 599 779a 0 005 2 0 000 5a 6 56 0 29a 5 764 81 778 34a 5 924 43 852 70a 98 真菌 Fungi 1 388 28b 0 485 1 0 167 7a 1 47 0 38b 566 94 20 34a 640 92 106 16a 100 5 497 92ab 0 166 4 0 023 6b 2 75 0 03a 582 39 112 74a 608 66 128 41a 100 10 568 105a 0 130 2 0 077 7b 3 15 0 81a 597 63 138 04a 619 22 150 87a 100 注 同列中不同小寫(xiě)字母表示差異顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters of the same column values indicate significant differences P 0 05 鄭立偉等 不同連作年限甜瓜種植土壤性質(zhì)和微生物多樣性 107 Tel 010 64807511 E mail tongbao 表 5 不同連作年限土壤細(xì)菌在門(mén)和屬水平上的豐度變化 Table 5 Variation of soil bacteria abundance at the phylum and genus levels in different continuous cropping span 優(yōu)勢(shì)菌門(mén) Dominant phyla 屬 Genera 豐度 Abundance 1 a 5 a 10 a 變形菌門(mén) Proteobacteria 48 63 4 09a 45 55 4 56a 40 83 8 79a 鞘脂單胞菌屬 Sphingomonas 3 75 1 80a 4 52 1 33a 5 88 3 94a 假單胞菌屬 Pseudomonas 3 60 3 69a 3 04 2 33a 1 44 1 46a 溶桿菌屬 Lysobacter 2 29 1 79a 2 63 2 36a 1 30 1 54a 鹽單胞菌屬 Halomonas 4 72 7 64a 0 13 0 10b 0 15 0 24b 葉黃素單胞菌 Luteimonas 2 47 2 11a 0 67 0 80a 0 87 0 71a 德沃斯氏菌屬 Devosia 1 27 1 07a 0 61 0 32a 1 22 0 56a 短波單胞菌屬 Brevundimonas 2 01 3 10a 0 12 0 08a 0 56 0 36a 波瓦利桿菌 Povalibacter 0 78 0 42a 1 18 0 41a 1 17 0 29a 新鞘脂菌屬 Novosphingobium 0 94 0 67a 0 97 0 38a 0 76 0 67a 根瘤菌屬 Rhizobium 0 67 0 62a 0 18 0 06a 0 45 0 25a 海綿玫瑰變色菌 Roseovarius 1 44 2 46a 0 20 0 17a 0 13 0 19a 硫深海菌屬 Thioprofundum 0 54 0 59a 1 05 0 36a 0 15 0 01a 堆囊菌屬 Sorangium 0 27 0 37a 0 02 0 02a 0 24 0 42a Rhodoligotrophos 0 25 0 16ab 0 49 0 16a 0 11 0 09b 類(lèi)固醇桿菌屬 Steroidobacter 0 25 0 15a 0 16 0 07a 0 18 0 07a 硫桿菌屬 Thiobacter 0 07 0 06b 0 41 0 17a 0 13 0 05ab 擬桿菌門(mén) Bacteroidetes 18 49 3 02a 10 88 1 81b 10 34 4 21b 土地桿菌屬 Pedobacter 2 22 2 21a 0 89 1 00a 1 02 1 14a 海洋桿菌屬 Pontibacter 1 34 0 41a 0 59 0 22ab 0 49 0 24b 土生單胞菌屬 Terrimonas 0 14 0 06b 0 14 0 04b 0 43 0 16a 酸桿菌門(mén) Acidobacteria 6 62 2 41a 11 33 3 82a 12 06 7 12a Gp6 2 47 0 70a 4 13 1 75a 4 57 1 83a Gp4 1 19 0 67a 2 32 1 42a 2 46 2 83a Gp21 0 00 0 00b 0 04 0 02a 0 01 0 01ab 浮霉菌門(mén) Planctomycetes 2 84 0 77b 6 66 0 96a 6 10 2 03a 小梨形菌屬 Pirellula 0 47 0 17a 0 86 0 33a 1 13 0 41a 紅小梨形菌屬 Rhodopirellula 0 25 0 17a 0 31 0 15a 0 16 0 19a Thermogutta 0 10 0 00b 0 25 0 04ab 0 29 0 09a Zavarzinella 0 03 0 02b 0 10 0 01a 0 08 0 02a 放線菌門(mén) Actinobacteria 4 81 1 43a 4 22 0 22a 3 86 1 13a 棒桿菌屬 Corynebacterium 0 38 0 37a 0 01 0 02a 0 01 0 01a 類(lèi)諾卡氏菌屬 Nocardioides 0 16 0 05a 0 10 0 04a 0 10 0 05a 氣微菌屬 Aeromicrobium 0 23 0 06a 0 20 0 08a 0 09 0 03a 賴(lài)氨酸單胞菌 Lysinimonas 0 25 0 16a 0 14 0 08a 0 10 0 05a 厚壁菌門(mén) Firmicutes 7 44 8 91a 1 54 0 42a 2 93 2 61a 芽孢桿菌屬 Bacillus 1 65 1 33a 0 61 0 43a 1 36 1 84a 類(lèi)芽孢桿菌屬 Paenibacillus 0 32 0 13a 0 08 0 04b 0 08 0 05b 疣微菌門(mén) Verrucomicrobia 2 09 0 85a 4 12 1 53