华北平原春玉米多熟种植模式对土壤真菌群落的影响

• 作者: 陈兴琼 李金娜 国一凡 陈琳 徐洁 隋鹏 刘瑾 高旺盛 陈源泉
• 学科: 农学
• 关键词: 土壤质量 粮食安全 种植制度 春玉米 真菌群落 DNA高通量测序 真菌功能类型
• 年，卷（期）: 2022,（10）
• 所属期刊栏目: 农业生态系统及其调控
• 页码范围: 1588-1600
• 页数: 12页
• 分类号: S154.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.12357/cjea.20220030

摘要

为探究华北平原春玉米多熟种植模式对土壤质量的影响，基于田间定位试验，利用DNAIllumina高通量测序方法从土壤微生物的角度对6种种植模式0~20cm耕层土壤真菌群落多样性进行了研究。结果表明：1）与春玉米单作（MM，对照）相比，5种多熟种植模式[黑麦-春玉米（MR）、冬小麦-夏玉米（MW）、菠菜-春玉米（MSp）轮作模式及马铃薯/春玉米（MPo）、豌豆/春玉米（MP）套作模式]均能够显著提高土壤真菌群落多样性（P<0.05），Shannon指数分别较MM提高12.18%、12.17%、10.37%、11.69%及8.44%，各模式间土壤真菌丰富度无显著性差异。2）各种植模式中，土壤子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）、隐菌门（Rozellomycota）是优势种群，其中子囊菌门相对丰度达80%以上。3）多熟种植模式有利于增加有益真菌，MR、MW及MSp中被孢霉属（Mortierella）及绿僵菌属（Metarhizium）等潜在有益菌相对富集，MSp中绿僵菌属尤为丰富；而有作物致病风险的拟棘壳孢属（Pyrenochaetopsis）在各种植模式中相对丰度表现为：MM>MW>MP>MR>MSp>MPo。4）FUNGuild功能预测结果表明，种植模式改变了土壤真菌营养型的占比：MM处理主要为腐生型（26.09%）、病理型（22.48%）及病理-腐生-共生过渡型（26.39%），MW处理主要为腐生型（29.99%），其他多熟模式中腐生型（21.11%~27.88%）及病理型（23.74%~30.40%）均占较大比例。5）相关分析表明，土壤田间持水量、有机质含量及容重是影响土壤真菌群落结构的主要环境因子。综上，与春玉米单作相比，春玉米轮、套作其他作物能够显著提高土壤真菌群落的多样性。其中黑麦-春玉米、菠菜-春玉米及冬小麦-夏玉米轮作模式在提高土壤真菌多样性，富集有益微生物群落均有良好表现。此外，春玉米-黑麦、菠菜-春玉米轮作模式在一定程度上能降低潜在致病菌丰度。因此，从土壤微生物角度，综合节水与保地的需求，春玉米与黑麦或菠菜轮作的模式或是更合适的模式。