生物菌肥对连作障碍三七根际和根茎内细菌群落的影响

摘要

分析枯草芽孢杆菌生物菌肥对连作障碍三七根际和根茎内细菌群落的影响,为解决三七连作障碍问题提供理论依据.以移栽大田1a的2年生三七作为试验材料,于云南省文山州苗乡三七科技有限公司三七连作障碍试验站进行三七连作田间试验.试验设为3组:首次种植三七对照组(BP)、未施生物菌肥连作障碍对照组(CCO)、枯草芽孢杆菌生物菌肥处理组(MFP).利用Illumina MiSeq平台针对细菌16S rDNA进行高通量测序,分析三七根际土壤(sBP、sCCO、sMFP)和根茎内(pBP、pMFP,CCO组无三七存活)细菌群落结构.测定土壤理化性质,考察其与细菌群落结构相关性.结果 表明,与sCCO组相比,sMFP组中芽孢杆菌属(Bacillus)和节杆菌属(Arthrobacter)等根际土壤促生菌相对丰度分别提高了139.30％、37.35％,小单孢菌属(Micromonospora)的相对丰度降低了75.52％.sBP组与sMFP组之间优势菌群组成有明显不同.pMFP和pBP样本内细菌群落中相对丰度前十五的优势菌属均无显著性差异(P＞0.05).土壤理化性质测定结果表明,经生物菌肥处理后土壤有效磷含量和电导率显著提高(P＜0.05),速效钾含量显著下降(P＜0.05).冗余分析结果表明,速效钾、碱解氮、有机质、交换性钙与sBP组样本细菌群落呈正相关,而有效磷、电导率与sMFP组样本细菌群落呈正相关,根茎内细菌群落冗余分析也表现出相似规律.根际土壤与根茎内细菌群落关联分析结果表明,枯草芽孢杆菌生物菌肥处理对根茎内细菌群落产生一定影响,芽孢杆菌属显著促进贪食菌属(Variovorax)的增殖,但与鞘脂菌属(Sphingobium)等呈显著负相关.由此可知,枯草芽孢杆菌生物菌肥不仅能促进三七连作障碍土壤中益生菌增殖,抑制有害菌生长,还通过电导率、有效磷等土壤理化性质的改变重塑土壤细菌群落结构.除此之外,与首次种植三七对照组相比,尽管枯草芽孢杆菌生物菌肥处理组土壤样本细菌群落表现出明显不同,但根茎内细菌群落具有很高的相似性.