不同作物轮作对谷田土壤酶活性和土壤细菌群落的影响

摘要

为探明谷子(Setaria italica)轮作后作物根际土壤细菌群落结构的变化特征,研究了谷子连作(CK)、谷子→黑豆(MRG)、谷子→籽粒苋(MRA)和谷子→藜麦(MRQ)4种模式下土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,并利用Illumina MiSeq高通量测序法研究了细菌群落结构.结果发现:(1)3种轮作模式下的土壤过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于CK;(2)从20个土壤样品中共获得720015条有效序列,归属于10185个分类操作单元(OTU);(3)土壤细菌多样性指数以MRG处理最高,MRQ处理最低;丰富度指数以CK处理最高,MRQ处理最低;(4)不同模式下的优势菌门为放线菌门、变形菌门和绿弯菌门,优势属为鞘氨醇单胞菌属和拟诺卡氏菌属;(5)碳水化合物和氨基酸代谢菌群的相对丰度较高,为各模式下土壤菌群的主要代谢通路.结果表明,轮作能够改善土壤酶活性状况,降低谷茬地土壤细菌群落丰富度指数,籽粒苋和黑豆参与轮作能提高群落多样性指数,研究结果可为对谷子后茬轮作作物的选择提供理论支持.