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甜菜连作对土壤理化性质和微生物群落的影响

文献类型: 中文期刊

作者: 徐琦 1 ; 殷跃 2 ; 郭晓霞 3 ; 段桂兰 1 ;

作者机构: 1.郑州大学河南先进技术研究院

2.中国科学院生态环境研究中心/区域与城市生态安全全国重点实验室

3.内蒙古自治区农牧业科学院资源环境与可持续发展研究所

关键词: 甜菜;连作障碍;微生物群落;高通量测序;病原菌

期刊名称: 植物营养与肥料学报

ISSN: 1008-505X

年卷期: 2025 年 31 卷 007 期

页码: 1327-1339

收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: [目的]本研究旨在探讨甜菜连作对根际与非根际土壤理化性质、微生物群落结构及网络复杂性的影响,揭示甜菜连作障碍的发生机制,为缓解连作障碍提供理论依据.[方法]以种植1年和连续种植8年的甜菜根际与非根际土壤为研究对象,采用pH计测定土壤pH,运用流动分析仪和元素分析仪等方法测定土壤理化性质,通过高通量测序分析微生物群落结构,并结合共现网络分析和冗余分析(RDA)探究微生物群落与环境因子的关系.[结果]连作显著降低了真菌群落的Chao1、ACE和Shannon指数(P<0.05),而细菌与病原真菌多样性未发生显著变化.非连作条件中,根际土壤真菌群落的Chao1、ACE和Shannon指数均显著高于非根际土壤,而连作后,非根际土壤真菌多样性指数显著高于根际土壤.连作处理下,非根际和根际土壤中潜在病原真菌如镰刀菌属(Fusarium)相对丰度显著增加,有益真菌如被孢霉属(Mortierella)丰度则显著下降.LEfSe分析显示,织球孢属(Plectosphaerella)和镰刀菌属(Fusarium)等致病菌是连作土壤的关键指示物种.共现网络分析表明,连作导致真菌网络复杂性降低(节点与边数减少),细菌-真菌互作减弱(模块化程度下降).此外,连作土壤中硝态氮和有机碳含量显著降低,RDA分析证实pH值、全氮(TN)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)和总有机碳(TOC)含量是影响微生物群落的关键环境因子.[结论]甜菜连作通过改变土壤真菌群落结构、提高潜在病原菌相对丰度以及降低微生物网络稳定性,加剧了土传病害的发生.同时,环境因子的显著变化也对微生物群落,尤其是真菌群落产生了重要影响,最终导致连作障碍的发生.

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