浙江農(nóng)業(yè)科學 Journal of Zhejiang Agricultural Sciences ISSN 0528 9017 CN 33 1076 S 浙江農(nóng)業(yè)科學 網(wǎng)絡首發(fā)論文 題目 麻地膜覆蓋對番茄根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響 作者 鄒麗娜 柳婷婷 李文略 駱霞虹 朱關林 安霞 DOI 10 16178 j issn 0528 9017 20220312 收稿日期 2022 04 25 網(wǎng)絡首發(fā)日期 2022 12 21 引用格式 鄒麗娜 柳婷婷 李文略 駱霞虹 朱關林 安霞 麻地膜覆蓋對番茄根際 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響 J OL 浙江農(nóng)業(yè)科學 https doi org 10 16178 j issn 0528 9017 20220312 網(wǎng)絡首發(fā) 在編輯部工作流程中 稿件從錄用到出版要經(jīng)歷錄用定稿 排版定稿 整期匯編定稿等階 段 錄用定稿指內(nèi)容已經(jīng)確定 且通過同行評議 主編終審同意刊用的稿件 排版定稿指錄用定稿按照期 刊特定版式 包括網(wǎng)絡呈現(xiàn)版式 排版后的稿件 可暫不確定出版年 卷 期和頁碼 整期匯編定稿指出 版年 卷 期 頁碼均已確定的印刷或數(shù)字出版的整期匯編稿件 錄用定稿網(wǎng)絡首發(fā)稿件內(nèi)容必須符合 出 版管理條例 和 期刊出版管理規(guī)定 的有關規(guī)定 學術研究成果具有創(chuàng)新性 科學性和先進性 符合編 輯部對刊文的錄用要求 不存在學術不端行為及其他侵權(quán)行為 稿件內(nèi)容應基本符合國家有關書刊編輯 出版的技術標準 正確使用和統(tǒng)一規(guī)范語言文字 符號 數(shù)字 外文字母 法定計量單位及地圖標注等 為確保錄用定稿網(wǎng)絡首發(fā)的嚴肅性 錄用定稿一經(jīng)發(fā)布 不得修改論文題目 作者 機構(gòu)名稱和學術內(nèi)容 只可基于編輯規(guī)范進行少量文字的修改 出版確認 紙質(zhì)期刊編輯部通過與 中國學術期刊 光盤版 電子雜志社有限公司簽約 在 中國 學術期刊 網(wǎng)絡版 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改善土壤健康 關鍵詞 農(nóng)田土壤 麻 地膜 塑料地膜 酶活 細菌和真菌群落 中圖分類號 S641 文獻標志碼 A 文章編號 0528 9017 2023 02 0000 00 地膜覆蓋具有提高土壤肥力 改善土壤結(jié)構(gòu) 調(diào)節(jié)土壤溫濕度 提高作物產(chǎn)量和改善土壤微生物群落 多樣性等作用 1 2 其優(yōu)異的物理機械性能和低廉的價格 使 地膜成為最不可或缺 消費最多的 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物資 3 自 20 世紀 50 年代以來 塑料地膜覆蓋已被世界各地廣泛使用 特別是在中國 目前約有 15 19 的 耕地使用塑料薄膜覆蓋 4 5 然而由于塑料地膜的廣泛使用 有大量無法回收的塑料薄膜殘留物留在土壤中 土壤中塑料薄膜的殘留量約為 50 250 kg hm 2 造成了嚴重的環(huán)境污染 6 8 因此 尋求綠色環(huán)保的地膜具 有重要意義 可降解地膜是以天然植物纖維及淀粉等材料為原材料 經(jīng)過改性等工藝措施加工制備而成 其推廣使 用緩解了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境污染 并可提高農(nóng)作物產(chǎn)量 推進綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展 麻 地膜以天然麻類纖維為主要成 分 其原料來源廣泛且性能優(yōu)良 是一種新型綠色環(huán)保的覆蓋措施 具有成本低 可降解等優(yōu)勢 可提高 土壤養(yǎng)分 增加作物產(chǎn)量 廣泛應用于作 物種植 9 10 土壤微生物群落在養(yǎng)分循環(huán) 維持土壤結(jié)構(gòu)等方面起著至關重要的作用 其多樣性是土壤質(zhì)量的敏感 指標 能反映土壤的細微變化 為評價土壤功能提供信息 11 不同田間管理措施可能通過影響微生物群落 的 組成 最終影響作物品質(zhì) 12 因此 研究不同田間管理措施對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響已成為可持續(xù) 農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié) 13 已有 研究主要集中在地膜覆蓋對土壤水分 土壤結(jié)構(gòu) 土壤營養(yǎng)和作物產(chǎn)量的影響 而忽略了 其 對土壤微生態(tài)環(huán)境和土壤微生物群落演化的影響 14 土壤中 的 真菌和細菌表現(xiàn)出不同的群落動 態(tài) 因此 了解覆膜措施下土壤生態(tài)系統(tǒng)的變化過程 同時研究真菌和細菌群落是非常必要的 15 但 麻 地 膜覆蓋對土壤細菌和真菌微生態(tài)變化的響應尚未有報道 收稿日期 2022 04 25 基金項目 國家自然科學基金 31801406 浙江省基礎公益研究計劃 LGN20C150007 國家重點研發(fā)計劃政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項 2017YFE0195300 財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 國家麻類現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系 CARS 16 S05 浙江省農(nóng)業(yè)科學院水土健康學科融通計劃 作者簡介 鄒麗娜 1991 女 博士 從事土壤污染控制與修復相關研究 工作 E mail zoulina1991 通信作者 安霞 女 博士 從事植物遺傳育種及抗逆研究工作 E mail anxia 網(wǎng)絡首發(fā)時間 2022 12 21 17 09 42 網(wǎng)絡首發(fā)地址 本文通過大棚番茄種植試驗 研究不同覆膜措施處理下 農(nóng)田土壤化學性質(zhì) 酶活性 以及 細菌和真菌 微生物群落結(jié)構(gòu)的變化 考察土壤細菌和真菌群落結(jié)構(gòu)變化與土壤環(huán)境因子的相關關系 以期為 麻 地膜在 農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 的廣泛使用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐 1 材料與方法 1 1 供試材料與實驗設計 本試驗在浙江省杭州市蕭山區(qū)農(nóng)業(yè)科學技術研究所大棚內(nèi)進行 種植的番茄品種為春季大果型番茄 杭 雜 603 田塊土壤初始理化性質(zhì)為 pH 4 89 有機質(zhì) 4 02 速效鉀 208 mg kg 1 有效磷 112 mg kg 1 速效 氮 256 mg kg 1 設置 3 種覆蓋處理 不覆蓋 麻地膜覆蓋 塑料地膜覆蓋 分別記作 TCK TB TP 每個 處理設置 3 個 重復 分別種植 16 株番茄 采用隨機區(qū)組排列 番茄于 2018 年 3 月 21 日移栽 6 月 20 日收 獲 采用五點取樣法在每個處理田塊進行取樣 每隔 4 株間取樣 將采集的 5 個點的土樣混合均勻后為該 田塊的土樣 取樣時將番茄植株挖出后 抖落根系上較大的土塊 粘在根系上的為根際土壤 將充分混合 后的土樣分成 2 份 一份用于土壤理化性質(zhì)測定 另一份 于 80 冰箱保存用于微生物測定 1 2 測試方法 土壤 酸堿度 采用 pH 電極法測定 土水比為 2 5 1 m V 土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀法測定 土壤水解氮 采用堿解擴散法測定 土壤速效鉀采用醋酸銨提取 火焰光度計測定 土壤有效磷采用鹽酸 氟化銨溶液浸 提 鉬銻抗比色法測定 土壤酶活 將土壤鮮樣采用酶活檢測試劑盒 根據(jù)微量比色法 分別測定土壤中超氧化物歧化酶 過 氧化物酶 過氧化氫酶 乳酸脫氫酶 NAD 蘋果酸脫氫酶 琥珀酸脫氫酶 乙醇脫氫酶和脫氫酶的含量 土壤 DNA提取和 PCR擴增 土壤樣品委托浙江天 科 高新技術發(fā)展有限公司進行測序高通量測序分析 采用 FASTDNA SPIN DNA 試劑盒 MP Biomedicals 提取土壤樣品 DNA 提取后用瓊脂糖凝膠電泳檢測 DNA 完整性 并采用微量分光光度計檢測 DNA 濃度和純度 16S rRNA 擴增所用的引物為 V3 V4 通用引物 338F 806R 338F ACTCCTACGGGAGGCAGCA 806F GGACTACHVGGGTWTCTAAT 16 18S rRNA 擴增 所 用 的 通 用 引 物 為 ITS1 ITS2 ITS1 CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA ITS2 GCTGCGTTCTTCATCGATGC 17 通過 2 瓊脂糖凝膠電泳檢測文庫大小 為了得到均勻的長 簇 效果和高 質(zhì)量的測序數(shù)據(jù) 使用 Qubit3 0 熒光定量儀進行文庫濃度測定 最后通過測序 Miseq Illumina USA 得 到 數(shù)據(jù)進行生物信息學分析 對測序得到的原始數(shù)據(jù)進行拼接 過濾等到有效數(shù)據(jù) 利用 Uparse 軟件 Uparse V8 1 1861 對所有樣品的全部有效數(shù)據(jù)進行聚類 默認 以 97 的一致性將序列聚類成為 OTUs Operational Taxonomic Units 利用 uclust 方法與 Silva 數(shù)據(jù)庫 http www arb silva de 進行物種注釋分析 1 3 數(shù)據(jù)分析 利用 SPSS 22 0 軟件進行單因素方差分析 ANOVA 不同處理下不同數(shù)值之間的顯著性差異分析利用 最小顯著差法 LSD 進行測定 P1 的物種如圖 1 所示 從細菌門水平上 進行分析可以發(fā)現(xiàn) 圖 1A 不同覆蓋措施下 門 水平細菌群落組成變化較小 與不覆膜相比 麻 地膜顯著 增加了 Firmicutes的相對豐度 從 0 8 增至 1 2 顯著降低了 Acidobacteria的相對豐度 從 2 5 降至 1 9 而塑料地膜顯著增加了 Gemmatimonadetes 的相對豐度 從 0 6 增至 2 2 顯著降低了 Verrucomicrobia 的 相對豐度 從 2 8 降至 1 0 在真菌門水平可以發(fā)現(xiàn) 圖 1B 在所有土壤中 Ascomycota 的相對豐度最 高 達到 64 9 86 9 其次為 Basidiomycota 3 5 22 8 和 Mortierellomycota 7 3 10 6 不 同覆膜處理對 土壤真菌門水平的影響較小 真菌微生物組成并無顯著變化 A 16S rRNA 門 水平 B ITS rRNA 門 水平 C 16S rRNA 屬 水平 D ITS rRNA 屬 水平 圖 1 不同處理下土壤細菌和真菌的分類 進一步從細菌屬水平上進行分析可以發(fā)現(xiàn) 圖 1C 在不同處理下土壤中的優(yōu)勢菌屬為 Rhodanobacter 4 7 7 7 Pedobacter 3 2 5 5 Devosia 3 3 4 5 Panax ginseng 1 9 4 0 Chitinophaga 1 8 3 8 Arthrobacter 1 5 3 3 Taibaiella 1 4 3 2 和 Sphingobium 1 5 3 1 與不 覆膜相比 麻 地膜顯著改變了 4 種菌屬的相對豐度 顯著增加了土壤中 Arthrobacter Glycomyces 和 Sphingobium 的相對豐度 分別從 2 0 0 9 1 5 增至 3 3 1 9 3 1 顯著降低了 Rhizomicrobium 的相對豐度 從 1 5 降至 1 0 與不覆膜相比 塑料地膜顯著改變了 7 種菌屬的相對豐度 顯著增加了 Filimonas 和 Hirschia 的相對豐度 分別從 0 6 0 5 增至 1 3 1 2 顯著降低了其他 6 種菌屬的相對 豐度 包括 Arthrobacter Terrimonas Asticcacaulis Burkholderia 和 Opitutus 如 Arthrobacter 的相對豐度 從 2 1 降低至 1 5 Opitutus 的相對豐度從 2 3 降低至 0 4 從真菌屬水平進行分析 圖 1D 可以發(fā) 現(xiàn) 相對豐度 1 的菌屬主要來自 Ascomycota 和 Basidiomycota 菌 門 不覆膜處理下 土壤中真菌的主要以 Fusarium 36 9 Penicillium 14 6 和 Trichoderma 10 2 為主 麻 地膜處理后土壤真菌主要以 Fusarium 14 3 Cladosporium 12 8 和 Mortierella 10 0 為主 麻 地膜處理顯著減少了 Fusarium 的相對 豐度 從 36 9 降低至 14 3 而顯著增加了 Acremonium 和 Alternaria 的相對豐度 分別從 0 7 0 8 增 至 4 7 1 7 塑料地膜處理顯著降低了 Fusarium 和 Penicillium 的相對豐度 分別從 36 9 14 6 降至 19 9 2 2 顯著增加了 Crustoderma 和 Cryptomarasmius 的相對豐度 分別從 1 7 0 4 增至 3 8 3 4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 T C K TB TP 相 對 豐度 R e l a t i v e a b u n d a n c e O t h e r s C h l or of l e xi F i r m i c u t e s S ac c h ar i bac t e r i a G e m m at i m on ade t e s V e r r u c om i c r obi a A c i dob ac t e r i a A c t i n oba c t e r i a B ac t e r oi de t e s P r ot e oba c t e r i a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 T C K TB TP 相對豐度 R e l at i ve ab u n d an c e O t h e r s M or t i e r e l l om y c ot a B as i di om y c ot a A s c om y c ot a A B G e n u s P h yl u m T C K TB TP F u s ar i u m T r i c h ode r m a P e n i c i l l i u m C l ado s por i u m P l e c t os ph ae r e l l a A c r e m on i u m B l as t obo t r y s R ol l an di n a L e c an i c i l l i u m A l t e r n ar i a C h ae t om i u m P s e u dog y m n oas c u s C on oc y be A m an i t a H y ph ol om a C r u s t ode r m a G e as t r u m C r y pt om ar as m i u s M or t i e r e l l a M or t i e r e l l om y c ot a A s c om y c ot a B as i di om y c ot a 1 3 15 37 0 T C K TB TP A r t h r oba c t e r G l y c om y c e s P e dob ac t e r C h i t i n oph aga T ai bai e l l a T e r r i m on as F i l i m on as R h oda n oba c t e r D e v os i a P an ax gi n s e n g P s e u dom on as S ph i n gob i u m B u r kh ol de r i a B de l l ov i br i o H al i an gi u m S ph i n gom on as C aps i c u m an n u u m R h i z om i c r obi u m P s e u dox an t h om on as D okd on e l l a A s t i c c ac au l i s H i r s c h i a O pi t u t u s V e r r u c om i c r obi a A c t i n oba c t e r i a B ac t e r oi de t e s P r ot e oba c t e r i a G e n u s P h yl u m 0 8 2 5 1 C D 2 5 不同覆蓋措施下土壤微生物群落與環(huán)境因子的相關關系 將相對豐度 1 的細菌菌屬和真菌菌屬與不同環(huán)境因子進行冗余分析 圖 2 可以發(fā)現(xiàn) 土壤速效鉀 水解氮 有機質(zhì)及部分酶活 包括超氧化物歧化酶 過氧化物酶 乙醇脫氫酶和乳酸脫氫酶 是影響不同 處理下細菌群落組成的主要因素 其中 速效鉀對細菌群落的影響具有顯著性 對群落組成變化的解釋比 例達 30 1 其次是乳酸脫氫酶 25 5 和超氧化物歧化酶 20 3 第一排序軸和第二排序軸分別解釋 了總差異的 40 8 和 17 5 圖 2 中 A 在不覆膜處理下 土壤細菌群落組成與速效鉀 水解氮和有機質(zhì) 正相關 而與其他環(huán)境因子負相關 在地膜覆蓋處理下 土壤細菌群落組成主要與部分酶活正相關 在 麻 地膜 覆蓋下 土壤細菌群落組成與超氧化物歧化酶 過氧化物酶 乙醇脫氫酶活性正相關 而在塑料地膜 覆蓋下 土壤細菌群落組成與過氧化物酶 乙醇脫氫酶和乳酸脫氫酶顯著正相關 土壤速效鉀 水解氮 有效磷 有機質(zhì) pH 值 過氧化物酶和乙醇脫氫酶是影響不同處理下真菌群落組成的主要因素 速效鉀 有機質(zhì) 有效磷 乙醇脫氫酶和過氧化物酶對真菌群落的影響具有顯著性 其中速效鉀對真菌群落組成變 化的解釋比例為 29 1 是主要的影響因素 第一排序軸和第二排序軸分別解釋了總差異的 30 9 和 25 7 圖 2 中 B 同樣可以發(fā)現(xiàn) 不覆膜處理下 土壤真菌群落組成與土壤速效鉀 水解氮 有效磷和有機質(zhì) 正相關 而覆膜處理下 土壤真菌群落組成與土壤 pH 值 乙醇脫氫酶和過氧化物酶正相關 A 細菌 B 真菌 AK 速效鉀 AN 水解氮 AP 有效磷 OM 有機質(zhì) SOD 超氧化物歧化酶 POD 過氧化物酶 ADH 乙醇脫氫酶 LDH 乳酸脫氫酶 圖 2 不同處理下土壤微生物群落與環(huán)境因子之間的冗余分析 3 討論 不同覆蓋方式能夠顯著影響土壤水熱狀況 進而影響土壤養(yǎng)分和微生物多樣性 研究表明 塑料地膜 的長期覆蓋可加速土壤有機質(zhì)的分解 14 本 研究中 不同覆膜處理條件下土壤有機質(zhì) 均 顯著減少 這與前 人的研究結(jié)果是一致的 也有研究表明 覆膜處理可以增強有機物的礦化速率 礦化量的增加可能會導致 土壤全效養(yǎng)分的降低 18 這可能是塑料地膜覆蓋下土壤養(yǎng)分含量降低的原因 土壤細菌參與了多種有機物 和無機物轉(zhuǎn)化 是土壤微生物的主要組成 在維持土壤生態(tài)平衡過程中起重要作用 19 麻 地膜和塑料地膜 處理對細菌的群落分布豐度均沒有顯著影響 表明覆膜處理使微生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化具有更強的適應性 13 真菌是土壤有機質(zhì)分解和生物量的主要組成 在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中具有較為重要的 作用 20 有研究表明 地 膜全覆蓋種植可以通過增加土壤貯水量 改善土壤理化性狀 從而提高真菌多樣性 21 這與本研究結(jié)果是 一致的 微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中最具活力的部分 它們對土壤微生態(tài)環(huán)境和物理化學性質(zhì)的變化較為敏 感 22 農(nóng)藝措施可以改變土壤環(huán)境因子 而土壤環(huán)境因子的變化可以進一步影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu) 23 0 8 1 0 R D A A xi s 2 17 5 1 0 1 0 R D A A xi s 1 40 8 TB 1 TB 3 TB 2 T C K 3 T C K 2 T C K 1 TP 3 TP 2 TP 1 AK AN LD H OM P O D ADH S O D A 1 0 1 0 R D A A xi s 2 2 5 7 1 0 1 0 R D A A xi s 1 30 9 TB 1 TB 3 TB 2 T C K 3 T C K 2 T C K 1 TP 3 TP 2 TP 1 AK AN pH OM P O D ADH AP B 有研究發(fā)現(xiàn) 土壤 pH 值 是影響植物種植過程中土壤致病和有益微生物的最重要的因素之一 24 然而 在本 研究中 速效鉀是影響細菌和真菌群落組成的最主要的因素 在本研究中 細菌和真菌都受到幾種環(huán)境 因 子的共同影響 表明這些微生物豐度變化取決于土壤化學性質(zhì)和酶活的組合影響 這意味著它們受到土壤 整體的影響 25 部分酶活性與土壤理化性質(zhì)直接存在顯著的相關關系 表明土壤酶活與速效養(yǎng)分直接存在 協(xié)同作用 共同參與農(nóng)田土壤養(yǎng)分循環(huán) 26 番茄種植以后 根系分泌物的產(chǎn)生可以作為重要的 粘合劑 增加土壤團聚 27 而土壤團聚體的穩(wěn)定性 受到 Actinobacteria 的活性影響 28 此外 研究表明 Actinobacteria 參與了有機質(zhì)的分解并在土壤代謝功能 中扮演著重要的角色 29 這可能是番茄種植后土壤 Actinobacteria 成為優(yōu)勢菌門的原因 Firmicutes 包括許 多潛在的生物防治劑 并且許多研究報道發(fā)現(xiàn)在抑制性土壤中 Firmicutes 具有較高的豐度 Firmicutes 可能 在不同的土壤傳播疾病系統(tǒng)中發(fā)揮抑制疾病的作用 30 31 因此 麻 地膜覆蓋增加了 Firmicutes 的相對豐度 可能增加了土壤的抑病能力 本研究發(fā)現(xiàn) 麻 地膜覆蓋增加了多種土壤碳降解相關的細菌 可能促進了土 壤碳循環(huán)過程 其中 Arthrobacter 在土壤中廣泛存在 并且能夠分解多種芳香化合物 2 Glycomyces 是 耐 鹽和耐熱菌屬 可以促進土壤中有機物質(zhì) 木質(zhì)素和抗生素的降解 32 34 Sphingobium 是典型的纖維素降解 菌 纖維素降解細菌數(shù)量的增加 有助于纖維素降解與養(yǎng)分釋放 35 同時 具有降解復雜有機物的能力 36 Rhizomicrobium 是典型的固氮細菌 37 塑料地膜與 麻 地膜相比 更能影響土壤細菌組成 有研究發(fā)現(xiàn) Terrimonas 與病原菌呈顯著負相關關系 揭示這些微生物可能是參與疾病抑制的關鍵類群 38 Asticcacaulis 對植物生長可能具有促進作用 39 此外 有研究表明 Asticcacaulis 對木質(zhì)纖維素具有較強的吸附能力 表 明它在纖維素和半纖維素的分解中發(fā)揮重要作用 40 Burkholderia 是一種 革蘭氏陰性菌 在高產(chǎn)的農(nóng)田土壤 中廣泛存在 表明它們的存在可能促進植物高產(chǎn) 提高土壤生物健康 41 42 也可以抑制番茄等植物的枯萎 病 43 抑制致病細菌的入侵 44 目前 對 Opitutus 在土壤生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)功能知之甚少 45 有研究發(fā)現(xiàn) Opitutus 與土壤微生物活性 微生物量碳和氮顯著正相關 46 也有研究發(fā)現(xiàn) Opitutus 是最成功的新鮮植物 源碳的覓食者之一 表明 Opitutus 可以影響根際土壤碳循環(huán) 47 塑料地膜的覆蓋顯著降低的細菌菌屬 可 能與土壤健康 疾病抑制和碳循環(huán)有關 表明塑料地膜覆蓋可能一定程度降低了土壤養(yǎng)分 增加了土壤中 病原菌繁殖 增加了植株發(fā)病風險 在研究中 Ascomycota 和 Basidiomycota 是土壤中數(shù)量最多的真菌門 占樣品總序列的 60 以上 這與 前人研究一致 48 49 Ascomycota 和 Basidiomycota 菌 門的比例是影響土壤抗性的重要因素 50 Ascomycota 是 一種土 壤中常見的腐生菌 可分解難降解的有機物 在土壤養(yǎng)分循環(huán)中起著重要作用 51 Basidiomycota 中 有許多耐藥微生物 可提高土壤的抗病性 52 本研究中 麻 地膜顯著減少了 Fusarium 的相對豐度 顯著增 加了 Acremonium 的相對豐度 塑料地膜也顯著減少了 Fusarium 的相對豐度 Fusarium 在分解纖維素和降 解有機質(zhì)方面起到了一定的作用 同時也是典型的植物病原菌之一 可引起番茄枯萎病 53 Acremonium 是 一種抑菌微生物 可分泌一些酶或者其他物質(zhì)來抑制細菌和真菌 的 生長繁殖 54 表明覆膜處理可有效抑制 Fusarium 的繁殖 對緩解番茄枯萎病具有一定的影響 而 麻 地膜處理顯著增加了抑菌真菌的相對豐度 抑 制了土壤中病原菌的繁殖 降低了植物的發(fā)病風險 4 小結(jié) 本研究通過對比 麻 地膜 和 塑料地膜覆蓋 的 土壤理化性質(zhì) 酶活性和微生物群落結(jié)構(gòu)的變化 明確了 麻 地膜施用的優(yōu)點 理 清了 麻 地膜影響土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)的主要影響因素 為 麻 地膜后續(xù)的應用提 供了理論基礎 研究發(fā)現(xiàn) 麻 地膜覆蓋下 土壤 pH 值 顯著增加 有機質(zhì)顯著降低 但并沒有顯著影響土壤 有效態(tài)氮磷鉀含量 而塑料地膜覆蓋一定程度降低了土壤養(yǎng)分 不同覆膜處理對土壤酶活性影響不同 麻 地膜覆蓋顯著增加了土壤酶活性 不同覆蓋措施沒有顯著影響農(nóng)田土壤細菌多樣性 麻 地膜處理增加了土 壤碳降解相關的細菌 促進了土壤碳循環(huán)過程 不同覆蓋措施顯著增加土壤真菌多樣性 可以有效抑制 Fusarium 的繁殖 對緩解番茄枯萎病具有一定的影響 麻 地膜處理顯著增加了抑菌真菌的相對豐度 抑制 了土壤中病原菌的繁殖 降低了植物的發(fā)病風險 速效鉀 乳酸脫氫酶和超氧化物歧化酶是影響土壤細菌 群落結(jié)構(gòu)的主要因素 而速效鉀 有機質(zhì) 有效磷 乙醇脫氫酶和過氧化物酶是影響真菌群落的主要影響 因素 綜合 試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn) 麻 地膜覆蓋有利于提高酶活性 且促進了土壤有益細菌和真菌的生長 提高了 土壤環(huán)境健康 參考文獻 1 ZHOU L F FENG H Plastic film mulching stimulates brace root emergence and soil nutrient absorption of maize in an arid environment J Journal of the Science of Food and Agriculture 2020 100 2 540 550 2 HAN Y N WEI M HAN F et al Greater biofilm formation and increased biodegradation of polyethylene film by a microbial consortium of Arthrobacter sp and Streptomycessp J Microorganisms 2020 8 12 1979 3 YU Y X TAO H YAO H Y et al Assessment of the effect of plastic mulching on soil respiration in the arid agricultural region of China under future climate scenarios J Agricultural and Forest Meteorology 2018 256 257 1 9 4 WANG X K WANG G GUO T et al Effects of plastic mulch and nitrogen fertilizer on the soil microbial community enzymatic activity and yield performance in a dryland maize cropping system J European Journal of Soil Science 2021 72 1 400 412 5 WANG Y P LI X G FU T T et al Multi site assessment of the effects of plastic film mulch on the soil organic carbon balance in semiarid areas of China J Agricultural and Forest Meteorology 2016 228 229 42 51 6 STEINMETZ Z WOLLMANN C SCHAEFER M et al Plastic mulching in agriculture Trading short term agronomic benefits for long term soil degradation J Science of the Total Environment 2016 550 690 705 7 BANDOPADHYAY S MARTIN CLOSAS L PELACHO A M et al Biodegradable plastic mulch films impacts on soil microbial communities and ecosystem functions J Frontiers in Microbiology 2018 9 819 8 QI R M JONES D L LI Z et al Behavior of microplastics and plastic film residues in the soil environment a critical review J Science of the Total Environment 2020 703 134722 9 石磊 王朝云 易永健 等 大棚內(nèi)麻地膜覆蓋栽培對土壤環(huán)境和大豆產(chǎn)量的影響 J 作物雜志 2010 3 90 93 10 楊敏 龍世方 黃道友 等 麻纖維地膜還田對土壤 蔬菜系統(tǒng)養(yǎng)分和重金屬含量的影響 J 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報 2020 36 10 1347 1352 11 LARKIN R P Characterization of soil microbial communities under different potato cropping systems by microbial population dynamics substrate utilization and fatty acid profiles J Soil Biology and Biochemistry 2003 35 11 1451 1466 12 MAUL J E BUYER J S LEHMAN R M et al Microbial community structure and abundance in the rhizosphere and bulk soil of a tomato cropping system that includes cover crops J Applied Soil Ecology 2014 77 42 50 13 DONG W Y SI P F LIU E K et al Influence of film mulching on soil microbial community in a rainfed region of northeastern China J Scientific Reports 2017 7 1 8468 14 OBALUM S E OBI M E Physical properties of a sandy loam Ultisol as affected by tillage mulch management practices and cropping systems J Soil and Tillage Research 2010 108 1 2 30 36 15 BALDRIAN P KOLA K M STURSOV M et al Active and total microbial communities in forest soil are largely different and highly stratified during decomposition J The ISME Journal 2012 6 2 248 258 16 REN H W FENG Y P PEI J W et al Effects of Lactobacillus plantarum additive and temperature on the ensiling quality and microbial community dynamics of cauliflower leaf silages J Bioresource Technology 2020 307 123238 17 GHANNOUM M A JUREVIC R J MUKHERJEE P K et al Characterization of the oral fungal microbiome mycobiome in healthy individuals J PLoS Pathogens 2010 6 1 e1000713 18 王平 陳娟 謝成俊 等 干旱地區(qū)覆蓋方式對土壤養(yǎng)分及馬鈴薯產(chǎn)量的影響 J 中國土壤與肥料 2021 4 118 125 19 楊鑫 樊吳靜 唐洲萍 等 不同覆蓋栽培對馬鈴薯根際土壤細菌多樣性 酶活性及化學性狀的影響 J 核農(nóng)學報 2021 35 9 2145 2153 20 JOERGENSEN R G WICHERN F Quantitative assessment of the fungal contribution to microbial tissue in soil J Soil Biology and Biochemistry 2008 40 12 2977 2991 21 徐雪雪 王東 秦舒浩 等 溝壟覆膜連作馬鈴薯根際土壤真菌多樣性分析 J 水土保持學報 2015 29 6 301 306 310 22 LI Y Y PANG H C HAN X F et al Buried straw layer and plastic mulching increase microflora diversity in salinized soil J Journal of Integrative Agriculture 2016 15 7 1602 1611 23 XUN W B HUANG T ZHAO J et al Environmental conditions rather than microbial inoculum composition determine the bacterial composition microbial biomass and enzymatic activity of reconstructed soil microbial communities J Soil Biology and Biochemistry 2015