有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影响.pdf

有机无机肥配施对日光温室番茄连作 土壤微生物的影响 徐 赛 杨延杰 圣亚男 王浩恺 青岛农业大学园艺学院 山东青岛 266109 摘 要 目的 为解决日光温室番茄连作障碍 必须弄清有机无机肥配施对番茄连作土壤微生物的影响 方法 试 验共设 置 6个处理 分别为不施肥 CK 20 有机肥 80 化肥 M20C80 40 有机肥 60 化肥 M40C60 60 有机肥 40 化肥 M60C40 80 有机肥 20 化肥 M80C20 100 有机肥 0 化肥 M100 测定了 连作土壤理化性质 细菌和真菌的微生物群落结构 物种组成和丰度等相关指标 结果 M40C60处理使连作土壤孔 隙度 在 54 38 55 61 pH维持 在 7 19 7 22 有机质和速效钾含量分别维持 在 49 70 59 21 g kg 1和 536 1 605 5 mg kg 1的中等水平 速效磷含量则维持 在 680 4 783 0 mg kg 1的高水平 增施有机肥 可以改善土壤微生物群落组成 分别提高芽孢杆菌 Bacillus 土胞杆菌 Terrisporbacter 链霉菌 Streptomyces 以及头束霉菌 Cephalotrichum 等有益菌群落相对丰 度 0 86 0 60 0 12 和 47 82 降低变形菌 Proteobacteria 酸杆菌 Acidobacteriota 等有 害菌群落相对丰 度 3 47 和 1 74 结论 增施有机肥改善番茄连作土壤的基础理化性质 保持土壤中的养分含量 同时有益于微生物群落演替 维持或提高有益菌群的丰度 抑制或降低有害菌群的丰度 使连作土壤维持在一个较稳定 的微生物群落结构 减少番茄连作土壤病害的发生 维持良好的土壤状态 关 键 词 日光温室 番茄 有机无机肥配施 微生物群落 中图分类号 S626 5 文献标识码 A 文章编号 0564 3945 2022 04 0897 10 DOI 10 19336 ki trtb 2021092602 徐 赛 杨延杰 圣亚男 王浩恺 有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影 响 J 土壤通报 2022 53 4 897 906 XU Sai YANG Yan jie SHENG Ya nan WANG Hao kai Effects of Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on Soil Microorganisms in Continuous Cropping in Solar Greenhouse J Chinese Journal of Soil Science 2022 53 4 897 906 研究意义 番茄由于产量高 市场需求量大 经济效益优 近年来在日光温室栽培中栽培面积占 比越来越高 是我国设施蔬菜栽培播种面积最大的 作物 1 设施番茄栽培面积占番茄栽培总面积 的 57 21 在日光温室番茄生产中 由于保护设施阻 隔了雨水的冲刷 长期过量的无机肥施用 使肥料 和养分在表层土壤聚集 长此以往 土壤中无机成 分和盐分累计增加 2 3 日光温室中栽培蔬菜作物种 类不同 养分吸收不同 造成土壤养分分布不均 作物养分吸收失衡 4 6 进而导致日光温室土壤地力 降低 蔬菜产量品质下降 日光温室番茄生产中多 有连作现象的发生 长期连作不仅造成土壤环境恶 化 还导致土壤微生物群落发生变化 有益微生物 减少 土传病害增加 土壤缓冲能力下降 7 8 土壤 连作障碍已成为制约日光温室蔬菜发展的主要问题 严重制约了番茄产业的可持续发展 9 11 前人研究进展 缓解设施土壤连作障碍的主 要措施包括 强化土壤排盐 土壤消毒 优化施肥 比例 有机无机肥合理配施以及科学合理的轮作 等 12 14 有研究表明 连 作 6年的土壤中施加牛 马 羊粪堆肥较常规栽培和全施化肥处理可以显著增加 番茄单果质量和产量 改善果实品质 提高土壤酶 活性 15 本研究切入点 关于日光温室作物连作土 壤微生物研究大多数集中于辣椒 黄瓜 茄子 16 19 等作物 鲜有有机无机肥配施对日光温室番茄连作 土壤微生物影响以及土壤微生物对番茄连作土壤影 响的研究 拟解决的问题 本研究以不施肥为对 照 分别对施用不同有机无机肥配比的设施番茄连 作土壤的微生物进行分析 探究土壤理化性质以及 细菌和真菌的群落演替 以期解决番茄生产过程中 收稿日期 2021 09 28 修订日期 2022 03 22 基金项目 中央 引导地方科技发展资金项目 YDZX20193700004393 2019年山东省重点研发计划项目 2019GSF109010 和山东省农 业科技基金 园区产业提升工程 项目 2019YQ018 资助 作者简介 徐 赛 1997 男 山东菏泽 在读硕士 主要研究菇渣发酵蔬菜栽培基质化方向 E mail 1312849795 通讯作者 E mail yangyanjie72 第 53 卷第 4 期 土 壤 通 报 Vol 53 No 4 2022年8月 Chinese Journal of Soil Science Aug 2022 土壤改良问题 为设施番茄连作解决方案和可持续 生产提供理论依据 1 材料与方法 1 1 试验场地 试验 于 2019年 3月 至 2020年 6月在山东省青 岛市城阳区普瑞有机农业发展有限公司日光温室内 开展 前茬作物为番茄 1 2 供试肥料 化肥为金正 大 3 三复合肥 购至山东金正大集 团 N P2O5 K2O 15 5 22 总养分含量 为 42 其氮素作为无机肥氮源 有机肥为香菇渣 与豆粕复配发酵腐熟 由青岛普瑞有机农业发展有 限公司提供 N P2O5 K2O 2 1 1 2 1 8 总养分含 量 5 1 有机质含 量 46 其氮素作为有 机肥氮源 磷 钾补充肥源为过磷酸钙 P2O5 16 硫酸钾 K2O 52 1 3 试验方法 1 3 1 试验设计 试验时间起始 于 2019年 3月 在 青岛普瑞有机农业日光温室内开展试验 连续开展 三茬试验 2019年春茬 代 号 2019S 2019年 3月 22日 2019年 6月 27日 2019年秋茬 代 号 2019A 2019年 9月 21日 2020年 1月 16日 2020年春茬 代 号 2020S 2020年 4月 7日 7月 9日 其中三茬均进行土壤理化性状研究 仅 2019年春茬 和 2020年春茬进行微生物群落 组成及 丰度等方面的研究 供试土壤基本理化性质见 表 1 以园区常规施氮 量 607 5 kg hm 2为基准 试验共设 置 6个处理 分别为 不施肥 CK 20 有机肥 80 化肥 常规施肥 M20C80 40 有机肥 60 化肥 M40C60 60 有机肥 40 化肥 M60C40 80 有机肥 20 化肥 M80C20 100 有机肥 0 化肥 M100 各处理间施用过 程中存在的磷 钾元素含量差异 使用过磷酸钙 P2O5 16 硫酸钾 K2O 52 进行均衡 使各处理下氮 磷 钾养分含量处于相同水平 各 处理施肥情况见 表 2 每个处 理 3次重复 共 设 18 个小区 小区面 积 24 m2 6 m 4 m 随机区组排列 表 1 供试土壤基础理化性质 Table 1 Physical and chemical properties of tested soil 土壤质地 Soil texture 容重 Bulk density g cm 3 孔隙度 Porosity pH EC mS cm 1 有机质 Organic matter g kg 1 全氮 Total N g kg 1 速效磷 Available P mg kg 1 速效钾 Available K mg kg 1 砂壤土 1 29 0 01 51 10 0 39 7 50 0 01 1 31 0 01 40 98 0 60 2 29 0 02 121 13 0 05 161 08 1 55 表 2 有机无机肥配施处理施肥量 Table 2 The amounts of organic and inorganic fertilizer applications 处理 Treatment 有机肥 kg hm 2 Organic manure 化肥 kg hm 2 Chemical fertilizer 总养分 N P 2O5 K2O kg hm 2 Total nutrient CK 0 0 0 M20C80 5785 7 3240 0 607 5 347 3 816 9 M40C60 11571 3 2430 0 M60C40 17357 0 1620 0 M80C20 23142 6 810 0 M100 28928 3 1 3 2 施肥方法 本试验中 在试验开始 前 15 d 划定好试验区域 将每小区对应的有机肥与化肥施 用量全部作为基肥一次性施入 其中化肥采用沟施 有机肥采用撒施 施肥结束后 旋地翻耕 拌入土 中 同时为了防止各处理肥料混杂 旋地起垄后 在每一个小区设置隔离行 1 4 测定项目及方法 1 4 1 土壤理化性质样品采集 在试验开始前采用 五点取样法 分别 取 2019S 2019A 2020S三茬所 有处理的番茄盛果 期 0 30 cm耕层土壤样品 每个 处理采集三次重复 放至阴凉通风处进行自然风干 过筛 备用 1 4 2 土壤理化性质测定 采用环刀法测定土壤容 重和孔隙度 土壤全氮采用自动定氮仪法 有机质 采用重铬酸钾容量法 有效磷采用钒钼蓝比色法 速效钾采用火焰光度计法 pH及 EC值 用 5 g干土 和去离子水 以 1 5浸提 分别 用 pH计和电导率仪 测定浸提液 具体操作方法参照 土壤分析技术规 898 土 壤 通 报 第 53 卷 范 第二版 20 1 4 3 土壤微生物样品采集 分别 在 2019年春茬 及 2020年春茬番茄盛果期进行土壤微生物样品采集 采集前对土壤表面杂物进行清除 用 75 酒精对采 样器进行消毒 待酒精挥发后 采用五点取样法对 小区土壤开始样品采集 采集完土样后 过 2 mm筛 装入样品袋 标记后迅速放入液氮罐 转移至超低 温冰箱 80 保存 1 4 4 土壤微生物样品测定 抽提样 本 DNA 浓度 和纯度检测 利 用 1 琼脂糖凝胶电泳检 测 DNA提 取的完整性 利用以带有 Barcode 的 338F 5 ACTCCTACGGGAGGCAGCAG 3 和 806R 5 GG ACTACHVGGGTWTCTAAT 3 引物 对 V3 V4 区进 行 PCR扩增 利 用 2 琼脂糖凝胶回 收 PCR产物 纯化和检 测 PCR产物 利 用 Illumina MiSeq平台 Illumina SanDiego USA 纯化扩增片段 构建文 库 并利用 Miseq PE300 平台进行测序 测序得到的 PE reads 经过过滤 拼接 筛选后进行 OTU 聚类分 析和物种分类学分析 为了验证此次测序数据量的 合理性 利用随机抽取一定测序量的数据和对应的 物种数来构建细菌和真菌的物种稀释曲线 Bacterial species dilution curve 通过稀释曲线表现为先急剧 上升后趋于平稳 判断此次的测序数据量充足且 合理 1 5 数据统计与分析 土壤物理性质及养分含量均三次重复测定 采 用 Excel 2016和 DPS7 05软件进行数据统计分析和 作图 差异显著性采用 Duncan 新复极差法进行分析 微生物群落多样性分析由上海美吉生物医药科技有 限公司完成 每个处理重复一次 利用美吉生物 生信云平台 进行土壤微生物群落和土壤环境因子 的RDA分析 2 结果与分析 2 1 日光温室连作土壤基础理化性质分析 2 1 1 有机无机肥配施对土壤物理性质的影响 由 表 3可知 在 2019年春茬 2019S 中 随着有机 肥的施用比例的增大 容重呈现下降趋势 而孔隙 度呈现上升趋势 M40C60处理的容重 在 1 12 1 15 g cm 3之间 相对 于 CK处理降低 了 10 85 13 85 CK M20C80和 M40C60三个处理的容重在不同茬 口之间没有显著性差异 其余处理均随茬口的增加 而显著降低 M40C60处理的孔隙度相对 于 CK处理 增大 了 6 77 12 82 相同处理不同茬口之间 除 CK处理 M20C80处理没有显著性差异外 其余各 处理均随茬口数的增加而增大 但增大幅度均控制 在4 左右 表 3 日光温室连作土壤基础理化性质 Table 3 Physical and chemical properties of continuous cropping soil in solar greenhouse 处理 Treatment 茬口 Stubble 容重 Bulk density g cm 3 孔隙度 Porosity pH EC mS cm 1 有机质 Organic matter g kg 1 全氮 Total N g kg 1 速效磷 Available P mg kg 1 速效钾 Available K g kg 1 CK 2019S 1 30 a 50 06 kl 7 50 c 1 05 hi 38 8 i 1 63 j 183 18 j 162 20 j 2019A 1 31 a 49 70 l 7 63 b 1 03 i 31 72 j 1 84 i 132 71 k 110 55 k 2020S 1 31 a 49 29 l 7 74 a 1 02 i 29 72 j 2 22 h 112 99 k 96 01 k M20C80 2019S 1 24 b 51 66 ijk 7 45 cd 1 06 hi 43 3 h 2 29 h 582 68 de 438 91 i 2019A 1 22 b 51 09 jkl 7 43 cde 1 07 gh 44 43 h 2 32 h 608 16 d 466 40 hi 2020S 1 23 b 52 48 hij 7 40 d 1 10 fgh 48 08 g 2 35 h 668 36 c 488 35 h M40C60 2019S 1 15 c 53 45 ghi 7 33 e 1 10 fgh 49 70 g 2 54 g 680 41 c 536 08 g 2019A 1 15 c 54 38 fgh 7 22 fg 1 12 f 54 92 f 2 74 f 736 69 b 569 23 fg 2020S 1 12 cde 55 61 cdef 7 19 fg 1 18 e 59 21 de 2 84 ef 782 96 a 605 49 de M60C40 2019S 1 15 c 54 91 efg 7 32 e 1 18 e 53 7 f 2 94 de 477 95 g 585 19 ef 2019A 1 13 cd 54 94 efg 7 24 f 1 19 e 60 66 d 3 03 cd 559 33 e 623 68 d 2020S 1 09 f 56 63 bcde 7 19 g 1 23 d 63 96 bc 3 08 bcd 655 75 c 661 72 c M80C20 2019S 1 13 cd 55 11 defg 7 35 e 1 28 c 56 49 ef 3 16 abc 421 96 h 621 70 d 2019A 1 11 def 57 00 abcd 7 2 g 1 33 ab 61 85 cd 3 2 ab 503 67 fg 669 77 bc 2020S 1 09 f 57 49 abc 7 16 gh 1 29 bc 64 97 ab 3 2 ab 609 41 d 712 43 a M100 2019S 1 10 ef 56 58 bcde 7 30 ef 1 31 abc 56 51 ef 3 21 ab 416 84 h 626 39 d 2019A 1 09 f 58 07 ab 7 12 h 1 34 a 64 52 bc 3 24 ab 384 35 i 720 12 a 2020S 1 05 g 58 69 a 7 12 h 1 35 a 67 91 a 3 27 a 511 97 f 697 42 ab 注 表中同列不同小写字母表示不同处理间差异达 P 0 05显著水平 4 期 徐 赛等 有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影响 899 2 1 2 有机无机肥配施对土壤化学性质的影响 通 过 表 3可知 土 壤 pH在 2019S随着有机肥的施用比 例增大而呈现降低的趋势 EC值的变化趋势 与 pH 变化趋势相反 随着连作茬口的增 加 CK处理 的 pH 显著增大 EC值没有显著差异 除 CK处理外其余 处理 的 pH呈现下降的趋势 EC值则呈上升趋势 土壤有机质和速效钾的变化规律与EC值的一致 由 表 3可以看出 在 2019S全氮含量随着有机 肥施用比例增大呈现升高的趋势 在不同茬口的同 一处理中 随着茬口数的增加而增大 在 2019S速 效磷的含量随着有机肥施用比例的增大呈现先上升 后下降的趋势 在 M40C60处理时达到最大 值 680 41 mg kg 1 且经过连作之后各处理依旧保持高 水平的速效磷含量 各处理均大于CK处理 2 2 日光温室连作土壤细菌群落分析 2 2 1 有机无机肥配施对日光温室土壤细菌 总 OTU 丰度的影响 由 图 1可知 在细菌群落中 2019年 春茬 2019S 中鉴定 到 17111个 OTUs 2020年春 茬 2020S 中 鉴 定 到 18334个 OTUs 2020S较 2019S增加 了 1223个 OTUs 2020S处理间共有 细 菌 OTUs较 2019C增 加 181个 OTUs 2020S除 M20C80处理 和 M80C20处理 其他处理差异细 菌 OTUs数量均有所减少 其 中 CK处理减少量最大 随着有机肥施用比例的增大 土壤细菌数种类有所 升高 整体较不施肥处理有所升高 其 中 2020S的 M40C60处理细 菌 OTUs最多 为 3152 较 2019S增 加了176 图 1 有机无机肥配施对日光温室土壤细菌总OTU丰度的影响 Fig 1 Effects of combined application of organic and inorganic fertilizers on total OTU abundance of soil bacteria in solar greenhouse 2 2 2 有机无机肥配施对日光温室土壤细菌群落组 成的影响 由 图 2可知 在细菌群落分析中 2019 年春茬 2019S 和 2020年春茬 2020S 的优势细 菌门 丰度排名前五 基本相同 优势门主为厚壁 菌门 Firmicutes 变形菌门 Proteobacteria 放 线菌门 Actinobacteriota 绿弯菌门 Chloroflexi 和酸杆菌门 Acidobacteriota 优势门 占 2019S各 处理中细菌群落总数均 在 80 以上 其 中 CK处理 最低 为 81 11 M80C20处理最高 为 85 2 2020S 中 CK处理最低 为 85 58 M40C60处理最高 为 87 60 结果表明 在 2020S细菌群落中 占主要 优势的门 与 2019C保持一致 优势细菌门占比 较 2019S均有所上升 说明有机无机肥配 施 M40C60处 理对细菌群落影响最显著 在不同施肥条件下 两茬土壤的优势细菌属由 芽孢杆菌属 Bacillus norank f JG30 KF CM45 梭状芽胞杆菌属 Clostridium sensu stricto 1 土 胞 杆 菌 属 Terrisporbacter 类 芽 孢 杆 菌 属 Paenibacillus 链霉菌属 Streptomyces 等 15 个 优 势 属 组 成 优 势 细 菌 属 中 芽 孢 杆 菌 和 900 土 壤 通 报 第 53 卷 norank f JG30 KF CM45为所有处理的共同优势菌 种 类芽孢杆菌属 为 2019S的 M100处理 2020S的 M40C60 M80C20和 M100处理的优势细菌属 norank f norank o Vicinamibacterales为 除 2019S 中 CK和 M100处理外其余处理的优势细菌属 放线 菌 norank f norank o Actinomarinales 在 2019S 的 M40C60 M80C20 M100处 理 和 2020S的 M80C20 M100处理中为优势菌 结果表明 不同 有机无机肥配施不仅改变了连作土壤中优势细菌属 的占比 还改变了连作土壤中优势细菌属的组成 2 3 日光温室连作土壤真菌群落分析 2 3 1 有机无机肥配施对日光温室土壤真菌 总 OTU 丰度的影响 由 图 3可知 在真菌群落中 2019年 春茬 2019S 鉴定 到 3041个 OTUs 2020年春茬 2020S 鉴定 到 2864个 OTUs 2020S比 2019S减 少 177个 OTUs 各处理间共有 的 OTUs为 210个 较 2019S减 少 3个 OTUs 除 M40C60处 理 和 M60C40处理外 其余处理的特有真 菌 OTUs均增加 结果表明 在有机无机肥配施处理中 随着有机肥 占总施肥量比例的增加土壤真菌数种类有所下降 整体较不施肥处理有所减少 连作会在一定程度上 影响真菌种类 有机无机肥配施可以有效缓解这种 状况 2 3 2 有机无机肥配施对日光温室土壤真菌群落组 成的影响 由 图 4可知 在 2019年春茬 2019S 真菌群落中 子囊菌门 Ascomycota 油壶菌门 Olpidiomycota 被 孢 霉 菌 门 Mortierellomycota 轮孢菌门 Rozellomycota 壶菌门 Chytridiomycota 为优势真菌门 其中子囊 菌门占各处理的绝大优势 另 外 M100处理中油壶菌 门占 比 23 24 显著高于其他各处理 2019S曲霉 属 Aspergillus 嗜热真菌属 Thermomyces 假 埃 希 氏 菌 属 Pseudallescheria 油 壶 菌 属 Olpidium 新赤壳属 Neocosmospora 位居优 势 真 菌 群 落 前 五 在 M100处 理 中 曲 霉 属 Aspergillus 嗜热真菌属 Thermomyces 油 壶菌属 Olpidium 三种优势真菌属占比相当 其余 处理曲霉属 Aspergillus 占绝对优势 图 2 有机无机肥配施对日光温室土壤细菌群落组成的影响 Fig 2 Effects of combined application of organic and inorganic fertilizers on soil bacterial community composition in solar greenhouse 4 期 徐 赛等 有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影响 901 在 2020年春茬 2020S 真菌群落中 占前三 位丰度的门 与 2019S优势菌群保持一致 与 2019S 相 比 轮 孢 菌 门 Rozellomycota 和 壶 菌 门 Chytridiomycota 不再是优势菌群 取而代之的是 担子菌门 Basidiomycota 属水平上 占优势的 属 为 头 束 霉 属 Cephalotrichum 曲 霉 属 图 3 有机无机肥配施对日光温室土壤真菌总OTU丰度的影响 Fig 3 Effects of combined application of organic and inorganic fertilizers on total OTU abundance of soil bacteria in solar greenhouse 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 CK 2019 M20C80 2019M40C60 2019M60C40 2019M80C20 2019 M100 2019 CK 2019 M20C80 2019M40C60 2019M60C40 2019M80C20 2019 M100 2019 处理 Treatment 处理 Treatment 属水平 相对丰度 Relative abundance Aspergillus Thermomyces Unclassified f Microascaceae Pseudallescheria Unclassified f Chaetomiaceae Olpidium Neocosmospora Fusarium Trichoderma Myceliophthora Talaromyces Mortierella Unclassified c Sordariomycetes Penicillium Microascus Phialemonium Scytalidium Chaetomium Unclassified f Pyronemataceae Unclassified k Fungi Rasamsonia Acremoniopsis Unclassified p Rozellomycota Unclassified p Ascomycota Gibberella Acremonium Cladosporium Arthrographis Unclassified o Sordariales Crassicarpon Pithoascus Scedosporium Unclassified p Chytridiomycota Humicola Kernia Others Cephalotrichum Aspergillus Chaetomium Thermomyces Gilmaniella Unclassified f Microascaceae Trichoderma Unclassified f Chaetomiaceae Fusarium Olpidium Pseudallescheria Neocosmospora Mortierella Unclassified f Pyronemataceae Botryosporium Myceliophthora Unclassified c Sordariomycetes Cladosporium Humicola Talaromyces Penicillium Sarocladium Scytalidium Gibberella Phialemonium Unclassified o Hypocreales Acremoniopsis Microascus Unclassified c Agaricomycetes Westerdykella Others Ascomycota Olpidiomycota Mortierellomycota Unclassified k Fungi Rozellomycota Chytridiomycota Others 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 CK 2020 M20C80 2020M40C60 2020M60C40 2020M80C20 2020 M100 2020 CK 2020 M20C80 2020M40C60 2020 M60C40 220 M80C20 2020 M100 2020 处理 Treatment 门水平 门水平 处理 Treatment 属水平 相对丰度 Relative abundance Ascomycota Olpidiomycota Mortierellomycota Basidiomycota Others 相对丰度 Relative abundance 相对丰度 Relative abundance 图 4 有机无机肥配施对日光温室土壤真菌群落组成的影响 Fig 4 Effects of combined application of organic and inorganic fertilizers on soil fungal community composition in solar greenhouse 902 土 壤 通 报 第 53 卷 Aspergillus 毛壳菌属 Chaetomium 嗜热真 菌属 Thermomyces 孔球孢霉属 Gilmaniella 除 C20M80处理外 其余处理的优势真菌属第一位 均为头束霉属 C20M80处理占第一位的为油壶菌属 Olpidium 占 比 为 13 01 头 束 霉 属 Cephalotrichum 仅 占 5 94 结果表明 有无机 肥配施可以改善真菌群落的占比 2 4 日光温室连作土壤微生物群落与土壤环境因 子 RDA分析 由 图 5a可知 RDA1和 RDA2能够在累计变 量 60 63 上解释细菌群落结构对环境因子的影响 C N的贡献度 在 RDA1和 RDA2均为正值 pH与 C N的贡献度恰好相反 而 EC BD TN的贡献度 在 RAD1为负值 在 RAD2为正值 AP AK OM PV的贡献度 在 RAD2为负值 在 RAD1为正值 由 图 5b可 知 RDA1和 RDA2能 够 在 累 计 变 量 82 99 上解释在真菌群落结构与环境因子的影响 AK AP OM C N PV的 贡 献 度 在 RDA1和 RDA2均为正值 BD pH EC TN的贡献度 在 RDA1和 RDA2均为负值 其 中 pH的贡献度 在 RDA2接近于0 注 BD PV AP AK TN TP OM C N EC 和 pH 分别指土壤容重 孔隙度 速效磷 速效钾 全氮 全磷 有机质 碳氮比 可溶性盐离子浓度和 pH 值 图 a 表示不同施肥处理土壤细菌群落结构与环境因子的RDA分析 图 b 表示不同施肥处理土壤真菌群落结构与土壤环境因子的RDA分析 图 5 土壤微生物群落结构与土壤环境因子的RDA分析 Fig 5 The RDA analysis of soil microbial community structure and soil environmental factors 在土壤微生物群落结构中 2020C比 2019C的 各处理 在 RDA1和 RDA2方面的贡献度都有所增加 随着有机肥施用占比的增大 RDA1和 RDA2的贡 献度也随之增大 通过 图 5分析可以看出 通过有 机无机肥配施 会产生不同的微生物群落结构 微 生物群落主要 与 AK AP OM PV C N成正相 关 与 pH EC TN BD成负相关 通过增加有机 肥的占比 可以有效的增进微生物群落对土壤理化 性质的作用 改善土壤状态 3 讨论 土壤微生物主要通过影响植物根系环境 进而 对植物整体产生影响 连作对会导致有益微生物菌 群相对丰度降低 21 并增加一些病原微生物的相对丰 度 22 有机无机肥配施可以有效改善土壤微生物群落 组成 增加有益微生物数量 23 通 过 RDA分析 微 生物群落丰富度与土壤的孔隙度 速效磷 速效钾 和有机质含量成正相关 通过 表 3可知 有机肥施 用比例增大可以增加土壤孔隙度 孔隙度增加方便 微生物获得更多的氧气 促进微生物活动 24 增施有 机肥可以增加有机质 速效磷和速效钾的含量 其 中 M40C60处理的有机质含量和速效钾含量分别维 持 在 49 70 59 21 g kg 1和 536 08 605 49 mg kg 1 的中等水平 速效磷含量则维持 在 680 41 782 96 mg kg 1的高水平 通过营养含量的保持可以提供给 微生物活动所需要的能量 丰富微生物的群落 25 细菌门分类水平上 本研究 见 图 2 中的优势 门群落在其他研究中也被认为是优势种群 26 这说明 有机无机肥配施的连作土壤微生物群落具有土壤微 生物优势菌群组成的共性 只是不同的处理导致优 势菌群的占比不同 厚壁菌可在受污染或营养不良 的土壤中产生具有抗性结构的内孢子 27 同时也在土 4 期 徐 赛等 有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影响 903 壤有机物分解过程中具有重要意义 28 拟杆菌在各 处理中占比较为稳定 其在中度污染土壤中表现出 较强的耐受性 29 有机肥中含有大量的营养元素 作 物连作可能会导致金属离子在土壤中富集 30 通过厚 壁菌和拟杆菌平衡土壤中的金属离子 厚壁菌占各 处理中优势细菌首位 说明有机无机肥配施可以提 高土壤有机质转化效率 改善土壤环境 变形菌多 为兼性或者专性厌氧及异养生活微生物 有去除难 降解污染物的能力 31 酸杆菌可以降解植物残体 参 与单碳化合物代谢以及光合作用等物质循环和生态 环境构建过程 可以作为较贫瘠土壤环境的指标 其丰度越低 土壤质量越高 32 33 本研究中 2020S 各处理土壤中变形菌和酸杆菌丰度均低 于 2019S 其 中 100 有机肥处理降低最多 为 7 5 M40C60处 理降低最少 为 2 57 说明有机无机肥配施可以减缓 日光温室连作土壤中有益菌群落丰度的降低 有机 肥中含有大量的有机质 可以提供营养物质 丰富 有益菌群落 放线菌能够分解纤维素和木质素 34 还能抑制病原菌微生物的生长 35 番茄连作是每年两 茬 导致部分植株残体遗留在土壤中 36 本研究表明 两茬各处理的放线菌丰度均有所增加 M40C60处 理的放线菌丰度相对稳定保持 在 11 左右 通过分 解植物有机残体稳定土壤质量 提高连作植株的抗 病性 芽孢杆菌属主要参与碳水化合物的分解 促进 土壤有机质分解 提高土壤肥力 改良土壤 37 有 研究表明芽孢杆菌可以有效的抑制连作障碍引发的 青枯病原微生物的滋生 38 芽孢杆菌属占优势细菌属 首位 且丰度随有机肥施用比例的增大而增大 说 明有机无机肥配施可以通过提升芽孢杆菌属丰度 促进有机质分解 抑制病原微生物 进而缓解连作 障碍 预防常见病害的发生 norank f norank o Vicinamibacterales和 norank f Vicinamibacteraceae 对 Sb具有较强的耐受性 39 Vicinamibacteria属于 嗜酸杆菌属 具有溶解土壤磷的潜力 40 两种细菌属 丰度 在 M40C60处理高 于 M20C80处理 根据 表 3 中 M40C60处理的速效磷含量 在 680 41 782 96 mg kg 1 表明添 加 40 的有机肥可以更好的减缓连 作引发的有益微生物群落的演变 维持土壤中速效 磷含量 关 于 norank f JG30 KF CM45的报道都出 现在堆肥过程中 41 这与本研究施用有机肥为腐熟菇 渣相一致 梭状芽胞杆菌对水分胁迫比较敏感 42 该 属 在 2019S的 CK处理 和 M20C80处理中表现出偏 中度的丰度 这是由于通过添加有机无机肥配施 改善了土壤的容重和孔隙度 高占比的有机肥添加 改善明显 与梭状芽胞杆菌变化趋势相似的还有土 胞杆菌属 其可以增加土壤团粒结构 主要改善沙 土黏结性 43 综合考虑 M40C60处理的有益细菌的 生物群落丰富 从而改善连作土壤的理化性质 有机肥的施入比例增加在改善土壤环境的同时 引起了油壶菌门和子囊菌门真菌的增加 虽不影响 作物生长 却会有潜在传播土传病害的风险 44 可通 过充分消杀解决 45 连续有机无机肥配施有助于土壤 真菌群落的减少 尤其是 在 M40C60处理中表现的 最明显 比常规施肥 M20C80 处理降低 了 29 02 表