玉米大豆间作模式对玉米根际土壤微生物群落特征、玉米产量及病害的影响

摘要

[目的]研究云南玉米大豆间作模式对玉米根际微生物群落特征、玉米产量及病害的影响,为玉米大豆间作模式的田间应用提供科学依据.[方法]采用单因素随机区组试验,通过设置玉米大豆间作和玉米单作处理,利用Illumina Miseq高通量测序技术分析间作玉米根际土壤微生物群落结构及其多样性,并进行玉米产量、病害发生与根际微生物变化之间的相关性分析.[结果]间作玉米产量显著高于单作玉米产量(P＜0.05);与单作相比,间作后玉米锈病、玉米灰斑病、玉米小斑病和玉米大斑病的病情指数显著降低;间作可提高玉米根际土壤微生物多样性指数(真菌和细菌Observed_species指数、Chaol指数和Shannon指数).差异OTUs分析结果显示:细菌中276个OTUs在玉米大豆间作中显著富集,251个OTUs在玉米单作中显著富集,芽单孢菌属(Gemmatimonas)和溶杆菌属(Lysobacter)等菌属的数量在玉米大豆间作中显著升高,伯克氏菌属(Burkholderia)和鞘脂菌属(Sphingobium)等菌属的数量显著降低;真菌中146个OTUs在玉米大豆间作中显著富集,141个OTUs在玉米单作中显著富集,被孢霉属(Mortierella)和壶菌属(Spizellomyces)等菌属丰度在玉米大豆间作中显著升高,而镰刀菌属(Fusarium)和梭杆菌属(Monographella)等菌属丰度显著降低.功能注释结果显示:玉米大豆间作能使玉米根际土壤中具有促进氮元素转化、有机物分解和改善土壤结构功能的有益微生物的丰度增加,而注释到潜在致病菌有害微生物丰度降低.[结论]玉米大豆间作改变了玉米根际微生物的群落结构,提高了细菌和真菌的多样性,使根际土中有益微生物数量增加,同时潜在致病菌等有害微生物数量降低,提高了玉米的抗病能力,增加了产量.