中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 技 導(dǎo) 報(bào) 2022 24 6 133 null144 Journal of A gricultural Science and Technology 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 處 理 對(duì) 人 參 連 作 土 壤 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 及 土 壤 酶 活 的 影 響 閆 寧 戰(zhàn) 宇 苗 馨 月 王 二 剛 陳 長(zhǎng) 寶 李 瓊 長(zhǎng) 春 中 醫(yī) 藥 大 學(xué) 吉 林 省 人 參 科 學(xué) 研 究 院 長(zhǎng) 春 130117 摘 要 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 reductive soil disinfestation R SD 和 土 壤 熏 蒸 soil fum igation SF 是 緩 解 人 參 連 作 障 礙 的 常 用 方 法 為 研 究 2 種 方 法 對(duì) 土 壤 細(xì) 菌 群 落 和 土 壤 酶 活 性 的 影 響 采 用 高 通 量 測(cè) 序 技 術(shù) 和 化 學(xué) 分 析 方 法 對(duì) 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 加 氯 化 苦 熏 蒸 R SD SF 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 加 復(fù) 合 菌 R SD F 氯 化 苦 熏 蒸 加 復(fù) 合 菌 SF F 3 種 方 式 改 良 的 土 壤 細(xì) 菌 群 落 和 土 壤 酶 活 性 進(jìn) 行 分 析 結(jié) 果 表 明 R SD F 組 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 與 豐 富 度 均 最 高 SF F 組 均 最 低 3 組 擁 有 相 同 細(xì) 菌 菌 屬 431 個(gè) R SD SF 組 中 豐 富 度 最 高 的 細(xì) 菌 為 G e m m a tim o n a s 其 豐 富 度 為 9 17 R SD F 組 中 豐 富 度 最 高 的 細(xì) 菌 為 n o r a n k f n o r a n k o G a ie lla le s 其 豐 富 度 為 8 72 R SD F 組 中 豐 富 度 最 高 的 細(xì) 菌 為 B a c illu s 其 豐 富 度 為 9 16 B a c illu s 為 3 種 方 式 改 良 土 壤 前 10 種 優(yōu) 勢(shì) 菌 群 中 共 有 的 優(yōu) 勢(shì) 菌 群 土 壤 酶 活 性 與 土 壤 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 存 在 顯 著 性 關(guān) 系 隨 著 生 長(zhǎng) 時(shí) 間 的 增 加 不 同 方 式 改 良 后 的 連 作 人 參 土 壤 酶 活 性 均 具 有 顯 著 性 差 異 P 0 05 由 此 可 知 3 種 土 壤 改 良 方 式 均 能 在 不 同 程 度 地 增 加 有 益 細(xì) 菌 屬 的 豐 富 度 并 提 高 土 壤 酶 活 性 其 中 R SD SF 組 和 R SD F 組 的 有 益 細(xì) 菌 屬 數(shù) 量 及 土 壤 酶 活 性 均 高 于 SF F 組 關(guān) 鍵 詞 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 高 通 量 測(cè) 序 土 壤 細(xì) 菌 群 落 土 壤 酶 活 性 人 參 d o i 10 13304 j nykjdb 2021 0695 中 圖 分 類 號(hào) S154 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 A 文 章 編 號(hào) 1008 0864 2022 06 0133 12 E ffe c ts o f R e d u c tiv e S o il D is in fe s ta tio n o n S o il B a c te r ia l C o m m u n ity S tr u c tu r e a n d S o il E n z y m e A c tiv ity in C o n tin u o u s C r o p p in g o f G in s e n g Y A N N ing ZH A N Y u M IA O X inyue W A N G E rgang C H E N C hangbao LI Q iong Jilin G inseng A cadem y C hangchun U niversity of C hinese M edicine C hangchun 130117 C hina A b s tr a c t R eductive soil disinfestation R SD and soil fum igation SF technologies can control soilnullborne diseases m ore effectively and repair degraded soil quickly In order to research the effects of 2 technologies on soil bacterial com m unity of continuous cropping ginseng 3 treatm ents w ere set up reductive soil disinfestation plus soil fum igation R SD SF reductive soil disinfestation plus com pound bacteria R SD F and soil fum igation plus com pound bacteria SF F Illum inaM iseq high nullthroughput sequencing technology w as used to analyze and determ ine the soil bacterial com m unity and soil enzym e activities by 3 soil m odification m ethods The results show ed that the highest diversity and richness of bacterial com m unity w as found in R SD F group and those of the low est w as found in SF F group and 3 groups had 431 identical bacterial genera The highest bacterial richness w as G e m m a tim o n a s w ith abundance of 9 17 in R SD SF group n o r a n k f n o r a n k o G a ie lla le s had the highest bacterial richness w ith abundance of 8 72 in R SD F group and B a c illu s had the highest bacterial richness w ith abundance of 9 16 in R SD F group B acillus w as the com m on dom inant bacterial com m unity of the top 10 dom inant flora in the soil by 3 im proved m ethods C orrelation analysis show ed that the soil enzym e activity significantly correlated w ith soil bacterial com m unity structure W ith the increase of grow th tim e the soil enzym e activities of continuous cropping 收 稿 日 期 2021 08 13 接 受 日 期 2021 11 27 基 金 項(xiàng) 目 國(guó) 家 自 然 科 學(xué) 基 金 項(xiàng) 目 82073969 吉 林 省 重 大 科 技 專 項(xiàng) 項(xiàng) 目 20200504003Y Y 吉 林 省 自 然 科 學(xué) 基 金 項(xiàng) 目 Y D ZJ202101ZY TS015 長(zhǎng) 春 市 科 技 發(fā) 展 計(jì) 劃 項(xiàng) 目 21ZG Y 13 聯(lián) 系 方 式 閆 寧 E nullm ail 3355316860 通 信 作 者 李 瓊 E nullm ail w ode17k 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 技 導(dǎo) 報(bào) 24 卷 ginseng w ith different soil m odification m ethods w ere significantly different P 0 05 In conclusion 3 soil im provem ent m ethods could increase the richness of beneficial bacteria genus and im prove soil enzym e activity to different degrees and the num ber of beneficial bacteria genus and soil enzym e activity in R SD SF group and R SD F group w ere higher than those in SF F group K e y w o r d s reductive soil disinfestation high nullthroughput sequencing soil bacterial com m unity diversity soil enzym e activities ginseng 人 參 P a n a x g in s e n g C A M ey 為 五 加 科 人 參 屬 植 物 1 主 要 分 布 在 中 國(guó) 東 北 地 區(qū) 俄 羅 斯 東 部 和 朝 鮮 地 區(qū) 因 其 具 有 抗 腫 瘤 抗 炎 免 疫 調(diào) 節(jié) 等 藥 理 作 用 2 作 為 名 貴 的 藥 材 從 我 國(guó) 古 代 一 直 沿 用 至 今 由 于 人 參 的 藥 理 與 保 健 作 用 受 到 廣 泛 關(guān) 注 其 在 醫(yī) 藥 市 場(chǎng) 上 的 需 求 也 日 益 增 多 但 連 作 障 礙 嚴(yán) 重 制 約 了 人 參 產(chǎn) 業(yè) 的 可 持 續(xù) 發(fā) 展 據(jù) 報(bào) 道 土 壤 微 生 物 群 落 和 多 樣 性 失 衡 有 益 微 生 物 減 少 病 原 微 生 物 和 各 種 土 傳 植 物 病 害 致 病 菌 富 集 以 及 各 種 相 關(guān) 因 素 之 間 的 相 互 作 用 進(jìn) 一 步 加 劇 人 參 連 作 障 礙 的 發(fā) 生 3 4 因 此 改 良 土 壤 是 攻 克 人 參 連 作 障 礙 問(wèn) 題 的 核 心 土 壤 微 生 物 屬 于 生 態(tài) 系 統(tǒng) 中 的 生 產(chǎn) 者 和 分 解 者 是 影 響 有 機(jī) 質(zhì) 分 解 土 壤 肥 力 養(yǎng) 分 循 環(huán) 和 植 物 養(yǎng) 分 有 效 性 的 關(guān) 鍵 因 素 5 6 其 數(shù) 量 和 種 類 決 定 著 植 物 的 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 和 健 康 狀 況 土 壤 中 最 豐 富 的 微 生 物 類 群 是 細(xì) 菌 它 們 在 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) 和 無(wú) 機(jī) 質(zhì) 的 轉(zhuǎn) 化 中 扮 演 著 重 要 的 角 色 7 8 在 非 菌 落 化 過(guò) 程 中 它 們 與 植 物 根 際 相 互 作 用 釋 放 出 營(yíng) 養(yǎng) 物 質(zhì) 影 響 植 物 生 長(zhǎng) 除 此 之 外 一 些 細(xì) 菌 可 以 通 過(guò) 分 泌 有 益 化 合 物 或 控 制 病 原 菌 生 長(zhǎng) 來(lái) 維 持 植 物 健 康 9 細(xì) 菌 的 多 樣 性 通 常 受 土 壤 條 件 植 物 季 節(jié) 性 和 年 齡 的 影 響 10 基 于 土 壤 微 生 物 土 壤 質(zhì) 量 和 植 物 健 康 之 間 的 相 互 關(guān) 系 通 過(guò) 調(diào) 節(jié) 土 壤 微 生 物 群 落關(guān)系可以有效改善連作障礙問(wèn)題 農(nóng) 業(yè) 管 理 措 施 主 要 包 括 種 植 技 術(shù) 管 理 水 肥 管 理 病 蟲 害 防 治 3 個(gè) 方 面 11 其 中 專 業(yè) 的 種 植 技 術(shù) 可 以 保 障 有 機(jī) 農(nóng) 作 物 品 質(zhì) 適 宜 的 水 肥 管 理 可 以 提 高 農(nóng) 產(chǎn) 品 的 品 質(zhì) 與 生 產(chǎn) 效 率 避 開 病 蟲 害 高 發(fā) 期 進(jìn) 行 作 物 種 植 可 以 保 障 農(nóng) 作 物 在 生 長(zhǎng) 初 期 不 受 病 蟲 侵 害 而 這 些 農(nóng) 業(yè) 管 理 措 施 均 是 通 過(guò) 改 變 土 壤 理 化 性 質(zhì) 及 土 壤 微 生 物 活 性 和 組 成 來(lái) 影 響 植 物 多 樣 性 土 壤 健 康 和 生 產(chǎn) 力 據(jù) 宋 時(shí) 麗 等 12 報(bào) 道 在 使 用 化 肥 的 基 礎(chǔ) 上 復(fù) 合 菌 劑 可 優(yōu) 先 降 解 腐 熟 的 有 機(jī) 物 料 釋 放 養(yǎng) 分 并 促 進(jìn) 有 機(jī) 質(zhì) 分 解 酶 活 性 以 此 來(lái) 提 高 小 麥 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) 等 養(yǎng) 分 氯 化 苦 土 壤 熏 蒸 法 soil fum igation SF 具 有 廣 泛 的 生 物 滅 活 性 一 度 被 當(dāng) 作 緩 解 人 參 連 作 障 礙 的 有 效 方 法 但 因 其 對(duì) 非 目 標(biāo) 微 生 物 和 土 壤 生 態(tài) 系 統(tǒng) 有 負(fù) 面 影 響 致 使 人 們 不 斷 尋 求 更 有 效 環(huán) 保 的 方 法 13 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 reductive soil disinfestation R SD 是 在 土 壤 中 加 入 易 分 解 的 有 機(jī) 改 良 劑 如 小 麥 或 米 糠 等 加 水 灌 溉 至 飽 和 后 覆 蓋 不 透 水 的 塑 料 薄 膜 保 持 2 4 周 可 有 效 殺 滅 90 以 上 的 病 原 菌 是 一 種 新 型 土 壤 改 良 方 法 14 15 R SD 作 用 機(jī) 制 與 好 氧 分 解 過(guò) 程 中 積 累 毒 副 產(chǎn) 物 如 有 機(jī) 酸 金 屬 離 子 氨 硫 化 氫 和 揮 發(fā) 物 等 殺 滅 好 氧 病 原 菌 和 抑 制 土 壤 病 原 微 生 物 的 活 性 等 有 關(guān) 16 null18 有 機(jī) 基 質(zhì) 土 壤 溫 度 和 厭 氧 培 養(yǎng) 時(shí) 間 是 保 證 抑 菌 效 果 的 主 要 因 素 19 20 R SD 不 僅 能 夠 改 善 土 壤 酸 化 和 鹽 漬 化 問(wèn) 題 對(duì) 調(diào) 節(jié) 土 壤 微 生 物 群 落 結(jié) 構(gòu) 和 組 成 也 有 積 極 影 響 21 有 望 成 為 改 良 人 參 連 作 土 壤 的 綠 色 方 法 目 前 R SD 主 要 應(yīng) 用 于 番 茄 22 水 稻 23 等 作 物 在 人 參 連 作 土 壤 改 良 上 應(yīng) 用 較 少 因 此 本 研 究 設(shè) 置 3 種 方 式 對(duì) 老 參 地 進(jìn) 行 改 良 處 理 并 通 過(guò) Illum ina M iseq 高 通 量 測(cè) 序 技 術(shù) 分 析 測(cè) 定 3 種 方 式 改 良 后 的 人 參 連 作 土 壤 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 物 種 豐 度 及 組 成 通 過(guò) 相 關(guān) 性 分 析 土 壤 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 與 土 壤 酶 活 性 的 關(guān) 系 以 期 證 實(shí) 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 改 良 人 參 連 作 土 壤 的 效 果 要 優(yōu) 于 氯 化 苦 熏 蒸 法 1 材 料 與 方 法 1 1 研 究 區(qū) 概 況 試 驗(yàn) 于 2019 年 7 月 15 日 在 吉 林 省 吉 林 市 昌 邑 區(qū) 左 家 鎮(zhèn) 北 方 藥 用 植 物 資 源 圃 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 前 該 地 已 連 續(xù) 3 年 種 植 人 參 土 壤 連 作 障 礙 嚴(yán) 重 該 區(qū) 屬 溫 帶 季 風(fēng) 型 大 陸 氣 候 天 氣 多 變 四 季 分 明 年 平 均 氣 溫 5 6 年 平 均 降 水 量 679 m m 年 平 均 結(jié) 凍 期 5 個(gè) 月 以 上 無(wú) 霜 期 120 d 左 右 土 壤 母 質(zhì) 類 型 為 暗 棕 壤 采 用 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 加 土 壤 熏 蒸 R SD SF 134 6 期 閆 寧 等 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 處 理 對(duì) 人 參 連 作 土 壤 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 及 土 壤 酶 活 的 影 響 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 加 復(fù) 合 菌 R SD F 以 及 土 壤 熏 蒸 加 復(fù) 合 菌 SF F 3 種 土 壤 改 良 方 式 對(duì) 試 驗(yàn) 地 進(jìn) 行 處 理 其 中 采 用 氯 化 苦 熏 蒸 土 壤 復(fù) 合 菌 為 有 益 微 生 物 菌 劑 其 目 的 是 修 復(fù) 土 壤 菌 群 R SD 處 理 是 將 動(dòng) 物 糞 便 雞 糞 牛 糞 豬 糞 1 1 1 與 土 壤 均 勻 混 合 澆 水 灌 溉 至 100 持 水 能 力 覆 蓋 0 1 m m 藍(lán) 色 塑 料 薄 膜 高 溫 悶 棚 40 d 土 壤 溫 度 在 30 40 之 間 40 d 后 揭 膜 通 風(fēng) 排 水 使 土 壤 自 然 變 干 SF 處 理 是 將 氯 化 苦 大 連 綠 峰 化 學(xué) 股 份 有 限 公 司 中 國(guó) 遼 寧 注 射 到 距 表 層 15 20 cm 的 土 壤 中 覆 蓋 0 1 m m 厚 藍(lán) 色 塑 料 薄 膜 進(jìn) 行 熏 蒸 消 毒 40 d 后 揭 去 薄 膜 自 然 晾 曬 2 3 d 后 重 復(fù) 翻 地 3 次 保 證 氯 化 苦 完 全 揮 發(fā) 復(fù) 合 微 生 物 菌 劑 石 家 莊 沃 福 沃 肥 業(yè) 有 限 公 司 主 要 包 含 枯 草 芽 孢 桿 菌 哈 茨 木 霉 菌 等 每 個(gè) 處 理 面 積 約 為 30 m 2 2 m 15 m 隨 機(jī) 排 列 分 布 重 復(fù) 3 次 于 2019 年 10 月 20 日 移 栽 大 小 相 近 的 2 年 生 健 康 參 苗 試 驗(yàn) 基 地 田 間 管 理 均 按 當(dāng) 地 傳 統(tǒng) 方 法 進(jìn) 行 1 2 樣 品 采 集 分 別 于 2020 年 6 7 8 9 和 10 月 在 試 驗(yàn) 區(qū) 采 樣 每 個(gè) 處 理 組 采 用 S 形 取 樣 法 隨 機(jī) 采 集 人 參 5 株 抖 落 根 際 土 壤 于 自 封 袋 中 樣 品 平 行 采 集 3 份 共 采 集 9 份 人 參 根 際 土 壤 樣 品 收 集 的 樣 品 4 冷 藏 保 存 用 于 土 壤 微 生 物 多 樣 性 分 析 及 土 壤 酶 活 性 檢 測(cè) 1 3 供 試 材 料 2 年 生 健 康 人 參 品 種 為 大 馬 牙 幼 苗 購(gòu) 自 吉 林 省 撫 松 縣 萬(wàn) 良 鎮(zhèn) 人 參 交 易 市 場(chǎng) 動(dòng) 物 糞 便 購(gòu) 自 吉 林 省 吉 林 市 昌 邑 區(qū) 左 家 鎮(zhèn) 居 民 養(yǎng) 殖 場(chǎng) 將 雞 糞 牛 糞 豬 糞 等 量 混 合 后 自 然 發(fā) 酵 藍(lán) 色 塑 料 薄 膜 厚 度 0 1 m m 購(gòu) 自 吉 林 省 鑫 豐 裕 塑 料 有 限 公 司 土 壤 熏 蒸 用 氯 化 苦 有 毒 需 使 用 專 用 注 射 器 購(gòu) 自 大 連 綠 峰 化 學(xué) 股 份 有 限 公 司 復(fù) 合 微 生 物 菌 劑 產(chǎn) 自 石 家 莊 沃 福 沃 肥 業(yè) 有 限 公 司 1 4 測(cè) 定 方 法 1 4 1 總 D N A 提 取 及 檢 測(cè) 利 用 D N A K it試 劑 盒 O m ega B io nulltek U SA 提 取 土 壤 總 D N A 利 用 N anoD rop 2000 進(jìn) 行 檢 測(cè) D N A 濃 度 和 純 度 利 用 1 瓊 脂 糖 凝 膠 電 泳 檢 測(cè) D N A 質(zhì) 量 1 4 2 PC R 擴(kuò) 增 用 3 3 8 F 5 nullA C TC C TA C G G G A G G C A G C A G null3 和 8 0 6 R 5 nullG G A C TA C H V G G G TW TC TA A T null3 引 物 擴(kuò) 增 V 3 V 4 可 變 區(qū) 擴(kuò) 增 體 系 20 L 5 FastPfu 緩 沖 液 4 uL 2 5 m m ol L 1 dN TPs 2 L 5 m ol L 1 引 物 各 0 8 L FastPfu 聚 合 酶 0 4 L D N A 模 板 10 ng 擴(kuò) 增 程 序 95 預(yù) 變 性 3 m in 95 變 性 30 s 55 退 火 30 s 72 延 伸 45 s 27 個(gè) 循 環(huán) 最 后 72 延 伸 10 m in 所 用 儀 器 為 A B IG eneA m p null9700 型 PC R 儀 1 4 3 Illum ine M iseq 測(cè) 序 使 用 N E X TFLE X R apid D N A nullSeq K it B IO O SC IE N TIFIC U SA 構(gòu) 建 M iseq 文 庫(kù) 利 用 Illum ina 公 司 的 M iseq PE 300 平 臺(tái) 上 海 美 吉 生 物 醫(yī) 藥 科 技 有 限 公 司 進(jìn) 行 測(cè) 序 1 4 4 土 壤 酶 活 性 測(cè) 定 利 用 相 關(guān) 試 劑 盒 江 蘇 科 特 生 物 科 技 有 限 公 司 測(cè) 定 土 壤 漆 酶 soil laccase SL 土 壤 過(guò) 氧 化 氫 酶 soil catalase S null C A T 土 壤 酸 性 磷 酸 酶 soil acid phosphatase S null A C P 土 壤 蔗 糖 酶 soil sucrase S nullSC 土 壤 脲 酶 soil urease S nullU E 活 性 酶 活 定 義 土 壤 漆 酶 活 性 以 37 條 件 下 每 克 土 壤 每 分 鐘 氧 化 1 nm ol底 物 A B TS 所 需 的 酶 量 為 1 個(gè) 酶 活 土 壤 過(guò) 氧 化 氫 酶 活 性 以 37 每 克 風(fēng) 干 土 樣 每 天 催 化 1 m ol H 2 O 2 降 解 所 需 酶 量 為 1 個(gè) 酶 活 土 壤 酸 性 磷 酸 酶 活 性 以 37 中 每 克 土 壤 每 天 釋 放 1 nm ol酚 所 需 酶 量 為 1 個(gè) 酶 活 土 壤 蔗 糖 酶 活 性 以 37 每 克 土 壤 產(chǎn) 生 1 m g 還 原 糖 所 需 酶 量 為 1 個(gè) 酶 活 土 壤 脲 酶 活 性 以 37 每 克 土 壤 中 產(chǎn) 生 1 g N H 3 nullN 所需酶量為 1 個(gè)酶活 1 5 數(shù) 據(jù) 處 理 采 用 微 生 物 多 樣 性 云 分 析 平 臺(tái) 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理 使 用 E xecl 2013 進(jìn) 行 圖 表 的 制 作 采 用 SPSS 23 0 對(duì) 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 顯 著 性 分 析 2 結(jié) 果 與 分 析 2 1 不 同 土 壤 改 良 方 式 對(duì) 土 壤 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 的 影 響 從 3 種 方 式 改 良 的 土 壤 樣 品 稀 釋 曲 線 圖 1 可 以 看 出 細(xì) 菌 屬 水 平 Shannon 指 數(shù) 曲 線 趨 向 平 坦 表 明 測(cè) 序 數(shù) 據(jù) 量 足 夠 大 能 夠 反 映 樣 品 中 絕 大 多 數(shù) 的 微 生 物 信 息 經(jīng) 3 種 方 式 改 良 后 的 土 壤 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 存 在 顯 著 差 異 表 1 從 A ce 指 數(shù) 與 C hao 指 數(shù) 中 可 以 看 出 R SD F 組 處 理 均 顯 著 P 0 05 高 于 其 他 處 理 說(shuō) 明 經(jīng) R SD F 改 良 處 理 后 的 土 壤 中 細(xì) 菌 群 135 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 技 導(dǎo) 報(bào) 24 卷 落 多 樣 性 最 高 R SD F 組 的 Shannon 指 數(shù) 為 4 79 顯 著 P 0 05 高 于 其 他 組 而 且 該 組 的 Sim pson 指 數(shù) 最 低 僅 為 0 01 說(shuō) 明 經(jīng) 該 組 改 良 后 的 土 壤 細(xì) 菌 群 落 豐 度 最 高 與 Shannon 指 數(shù) 結(jié) 果 一 致 2 2 不 同 土 壤 改 良 模 式 對(duì) 土 壤 細(xì) 菌 群 落 組 成 的 影 響 2 2 1 對(duì) 土 壤 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 的 影 響 土 壤 微 生 物 群 落 的 組 成 和 多 樣 性 是 維 持 植 物 多 樣 性 土 壤 健 康 的 必 要 條 件 由 V enn 圖 圖 2 可 知 R SD SF 組 共 有 795 個(gè) 菌 屬 R SD F 組 共 有 656 個(gè) 菌 屬 而 SF F 組 僅 有 519 個(gè) 菌 屬 表 明 經(jīng) 3 種 方 式 改 良 土 壤 的 細(xì) 菌 群 落 組 成 具 有 明 顯 差 異 R SD SF 組 與 R SD F 組 的 的 菌 屬 數(shù) 量 多 于 SF F 組 說(shuō) 明 強(qiáng) 還 原 處 理 相 較 于 氯 化 苦 熏 蒸 技 術(shù) 可 有 效 增 加 細(xì) 菌 屬 的 數(shù) 量 提 高 土 壤 群 落 的 多 樣 性 2 2 2 對(duì) 土 壤 細(xì) 菌 門 水 平 的 影 響 經(jīng) 3 種 方 式 改 良 后 土 壤 細(xì) 菌 門 水 平 的 群 落 豐 度 如 圖 3 所 示 可 以 看 出 變 形 菌 門 Proteobacteria 放 線 菌 門 A ctinobacteria 在 3 個(gè) 處 理 組 中 豐 度 均 超 過(guò) 35 厚 壁 菌 門 Firm icutes 和 芽 單 胞 菌 門 G em m atim onadetes 在 R SD SF 組 和 SF F 組 的 豐 度 均 高 于 R SD F 組 而 R SD F 組 的 酸 桿 菌 門 A cidobacteria 和 綠 彎 菌 門 C hloroflexi 的 相 對(duì) 豐 度 高 于 R SD SF 組 和 SF F 組 2 2 3 對(duì) 土 壤 細(xì) 菌 屬 水 平 的 影 響 由 圖 4 可 知 3 種 方 式 改 良 后 土 壤 中 優(yōu) 勢(shì) 細(xì) 菌 在 屬 水 平 的 種 群 及 豐 度 均 存 在 著 差 異 其 中 經(jīng) R SD SF 組 處 理 后 的 土 壤 前 10 的 優(yōu) 勢(shì) 菌 群 依 次 為 芽 單 胞 菌 屬 圖 1 樣 品 稀 釋 曲 線 F ig 1 Sam ple dilution curve 表 1 土 壤 細(xì) 菌 多 樣 性 指 數(shù) Table 1 D iversity index of soil bacteria 處 理 組 別 Treatm ent group R SD SF R SD F SF F 指 數(shù) Index A ce 643 59 b 719 21 a 555 29 c C hao 643 85 b 743 30 a 564 38 c Shannon 4 57 b 4 79 a 4 40 c Sim pson 0 024 b 0 010 c 0 027 a 注 同 列 中 不 同 小 寫 字 母 表 示 處 理 間 差 異 顯 著 P 0 05 N ote D ifferent low ercase letters in the sam e colum n indicate significance difference betw een different treatm ents P R SD F 組 SF F 組 因 為 蔗 糖 酶 的 活 性 能 夠 表 征 土 壤 的 肥 力 水 平 27 因 此 這 一 結(jié) 果 表 明 經(jīng) 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 處 理 后 的 連 作 土 壤 肥 力 要 強(qiáng) 于 氯 化 苦 熏 蒸 處 理 2 3 5 土 壤 脲 酶 活 性 變 化 分 析 從 圖 9 可 以 看 出 3 個(gè) 處 理 組 R SD SF 組 的 脲 酶 活 性 均 呈 先 升 高 后 降 低 的 趨 勢(shì) 其 中 在 8 月 時(shí) 的 脲 酶 活 性 均 最 高 具 體 表 現(xiàn) 為 R SD F 組 R SD SF 組 SF F 組 脲 酶 活 性 依 次 為 6 451 12 4 978 66 3 218 60 U g 1 因 為 脲 酶 是 土 壤 中 氮 轉(zhuǎn) 化 的 重 要 酶 類 之 一 28 該 結(jié) 果 表 明 經(jīng) 強(qiáng) 還 原 滅 菌 處 理 后 的 連 作 土 壤 中 的 氮 含 量 要 高 于 經(jīng) 氯 化 苦 熏 蒸 處 理 后 的 連 作 土 壤 中 的 氮 含 量 圖 4 土 壤 細(xì) 菌 屬 水 平 群 落 豐 度 F ig 4 H orizontal com m unity abundance of soil bacterial genera 138 6 期 閆 寧 等 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 處 理 對(duì) 人 參 連 作 土 壤 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 及 土 壤 酶 活 的 影 響 2 4 土 壤 細(xì) 菌 群 落 多 樣 性 與 土 壤 酶 活 性 相 關(guān) 關(guān) 系 分 析 圖 10 為 經(jīng) 3 種 方 式 改 良 后 的 土 壤 不 同 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 與 土 壤 酶 活 性 的 相 關(guān) 關(guān) 系 可 以 看 出 在 總 豐 度 前 30 的 屬 細(xì) 菌 中 不 同 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 與 土 壤 酶 活 性 存 在 差 異 其 中 土 壤 漆 酶 與 C a n d id a tu s S o lib a c te r 呈 顯 著 正 相 關(guān) 關(guān) 系 P 0 05 土 壤 過(guò) 氧 化 氫 酶 與 P h e n y lo b a c te r iu m 呈 顯 著 負(fù) 相 關(guān) 關(guān) 系 P 0 05 土 壤 酸 性 磷 酸 酶 與 多 種 菌 屬 呈 正 相 關(guān) 關(guān) 系 其 中 與 n o r a n k f n o r a n k o n o r a n k c K D 4 9 6 和 n o r a n k f n o r a n k o G a ie lla les 呈 顯 著 正 相 關(guān) 關(guān) 系 P 0 05 與 C a n d id a tu s U d a e o b a c te r 呈 極 顯 著 正 相 關(guān) 關(guān) 系 P 0 01 土 壤 蔗 糖 酶 與 R o s e is o lib a c ter 呈 顯 著 負(fù) 相 關(guān) 關(guān) 系 P 0 05 與 其 他 菌 屬 的 相 關(guān) 系 數(shù) 均 較 低 土 壤 脲 酶 影 響 著 多 種 菌 屬 其 中 與 n o r a n k f n o r a n k o 注 同 一 月 份 不 同 小 寫 字 母 表 示 P 0 05 顯 著 差 異 N ote D ifferent low ercase letters in the sam e m onth indicate significant differences of P 0 05 圖 5 不 同 方 式 改 良 處 理 人 參 土 壤 不 同 月 份 的 漆 酶 活 性 F ig 5 Laccase activity in different m onths of G inseng soil im proved by different m ethods 注 同 一 月 份 不 同 小 寫 字 母 表 示 P 0 05 顯 著 差 異 N ote D ifferent low ercase letters in the sam e m onth indicate significant differences of P 0 05 圖 6 不 同 方 式 改 良 后 人 參 土 壤 不 同 月 份 的 過(guò) 氧 化 氫 酶 活 性 F ig 6 C atalase activity in different m onths of G inseng soil im proved by different m ethods 139 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 技 導(dǎo) 報(bào) 24 卷 V ic in a m ib a c te r a le s 呈 顯 著 正 相 關(guān) 關(guān) 系 P 0 05 與 u n c la s s ifie d f G e m m a tim o n a d a c e a e 呈 顯 著 負(fù) 相 關(guān) 關(guān) 系 P 0 05 與 P a e n ib a c illu s 類 芽 孢 桿 菌 屬 u n c la s s ifie d f S p o r o la c to b a c illa c e a e 以 及 R a m lib a c te 均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系 P 0 01 3 討 論 研 究 表 明 隨 著 人 參 栽 培 年 限 增 加 人 參 根 際 土 壤 中 的 有 害 真 菌 屬 的 數(shù) 量 會(huì) 增 多 而 有 益 細(xì) 菌 屬 的 數(shù) 量 會(huì) 減 少 29 因 此 可 以 通 過(guò) 增 加 有 益 細(xì) 菌 屬 的 數(shù) 量 及 豐 度 來(lái) 緩 解 人 參 連 作 障 礙 問(wèn) 題 本 研 究 通 過(guò) 分 析 3 種 方 式 改 良 后 的 人 參 連 作 土 壤 中 的 有 益 細(xì) 菌 屬 數(shù) 量 及 豐 度 發(fā) 現(xiàn) R SD SF 組 和 R SD F 組 的 有 益 細(xì) 菌 屬 數(shù) 量 均 高 于 SF F 組 細(xì) 菌 群 落 豐 度 也 不 同 原 因 可 能 與 人 參 連 作 土 壤 經(jīng) 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 處 理 后 因 輸 入 較 多 的 有 機(jī) 物 而 具 有 較 高 的 碳 固 存 潛 力 并 有 效 抑 制 土 壤 中 的 病 原 真 菌 微 生 物 從 而 使 土 壤 中 有 益 微 生 物 占 領(lǐng) 有 利 生 態(tài) 位 有 關(guān) 這 與 A li等 30 的 研 究 結(jié) 果 一 致 除 此 之 外 經(jīng) 3 種 方 式 處 理 后 的 人 參 連 作 土 壤 中 各 自 存 在 著 不 同 的 優(yōu) 勢(shì) 菌 群 其 中 B a c illu s 芽 孢 桿 菌 屬 為 3 種 改 良 土 壤 中 共 有 的 優(yōu) 勢(shì) 菌 群 該 菌 屬 在 SF F 組 注 同 一 月 份 不 同 小 寫 字 母 表 示 P 0 05 顯 著 差 異 N ote D ifferent low ercase letters in the sam e m onth indicate significant differences of P 0 05 圖 7 不 同 方 式 改 良 后 的 人 參 土 壤 不 同 月 份 的 酸 性 磷 酸 酶 活 性 F ig 7 A cid phosphatase activity in different m onths of G inseng soil im proved by different m ethods 注 同 一 月 份 不 同 小 寫 字 母 表 示 P 0 05 顯 著 差 異 N ote D ifferent low ercase letters in the sam e m onth indicate significant differences of P 0 05 圖 8 不 同 方 式 改 良 后 的 人 參 土 壤 不 同 月 份 的 蔗 糖 酶 活 性 F ig 8 Sucrase activity in different m onths of G inseng soil im proved by different m ethods 140 6 期 閆 寧 等 強(qiáng) 還 原 土 壤 滅 菌 處 理 對(duì) 人 參 連 作 土 壤 細(xì) 菌 群 落 結(jié) 構(gòu) 及 土 壤 酶 活 的 影 響 中 所 占 的 豐 富 度 最 高 高 達(dá) 9 16 而 在 R SD F 組 所 占 的 豐 富 度 最 低 僅 為 1 82 B a c illu s 具 有 巨 大 的 遺 傳 多 樣 性 和 代 謝 多 樣 性 在 土 壤 生 態(tài) 系 統(tǒng) 中 發(fā) 揮 著 從 養(yǎng) 分 循 環(huán) 到 植 物 抗 逆 性