百香果连作对土壤细菌群落结构的影响（五）

3.讨论

3.1 百香果不同连作年限土壤细菌多样性

基于IlluminaMiseq高通量测序平台，对不同连作年限百香果土壤进行细菌16SrRNA序列V3-V4区的高通量测序，以研究百香果不同连作年限下土壤细菌群落变化，结果表明，百香果不同种植年限间土壤细菌多样性指数差异显著，细菌丰富度和多样性随着种植年限的增加均表现为先升高后降低的趋势，其中Ace和Chao指数在种植第二年时达到最大，Shannon多样性指数在连作第三年时达到峰值，Simpson指数在前三年逐渐降低，连作4年时与撂荒地相近。与张伟等对棉花长期连作的研究结果相似，原因可能是开垦直接改变了原生系统细菌群落结构变化，撂荒地开垦后，随着有机肥等养分输入，增加了细菌的丰富度和多样性，但长时间连作后又使土壤细菌群落结构发生变化。有研究表明，施肥和耕作年限对土壤微生物有着显著的影响，前人对苜蓿的研究也表明，苜蓿土壤细菌丰富度指数和多样性在连作10年内呈增加趋势，但在连作10~16年内呈降低趋势，与本研究表现出相似的趋势。

3.2 百香果不同连作年限细菌种类组成

高通量测序结果表明，百香果种植地样品中共鉴定细菌28门，其中变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)是样品中的主要优势门类，土壤细菌优势菌门类组成与马铃薯、红薯、菠萝、西红柿和烟草等作为相似，其中变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)也被认为是高通量测序下，农业生态系统和其他土壤类型中最常见的菌门。绿弯菌门(Chloroflexi)、的相对丰度随种植年限的增加呈逐渐升高的趋势，厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度在前3年连作中也呈逐渐升高的趋势，与对红薯的研究结果相似，但与对黑胡椒(Black Pepper)、大豆和马铃薯等作物的研究结果相反，这可能是因为连作对不同作物土壤微生物群落结构的影响不同导致，以往的研究认为，即使在相同的土壤条件下，不同植物种类和根系分泌物决定了土壤细菌群落结构。

在属水平上，芽孢杆菌属(Bacillus)、酸杆菌门Subgroup_6纲下未定名属丰度随连作年限增加而显著增大，前者与对大豆的研究结果相似，后者与对棉花的研究结果相似。有研究认为，芽孢杆菌属(Bacillus)细菌可以产生毒素以抑制土壤内的其他菌物和动物的生长发育，一些研究认为，芽孢杆菌属(Bacillus)产生的毒素可以抑制土壤内有害昆虫和病菌的生长，所以作物连作时，芽孢杆菌属(Bacillus)细菌丰度降低导致土传病虫害增加可能是连作障碍发生的原因之一，但本研究和对大豆的研究结果表明，随着连作年限的增长，该属细菌丰度呈显著升高的趋势，这也可能会因芽孢杆菌属(Bacillus)丰度增加，其产生的毒素亦会对作物本身及有益菌产生毒害作用，从而产生连作障碍。

3.3不同连作年限土壤细菌群落结构

基于样本OUT组成及Bray-Curtis算法的主坐标分析(PCoA)和样本层级聚类分析结果均表明，不同连作年限样本间细菌群落组成和结构均存在显著差异，而同一种植年限3个重复样本间细菌群落结构较为相似，结果与大部分作物连作的研究得到的结论相同，即作物长期连作可能会极大地影响土壤微生物群落结构。但，与其他作物相比，本文的研究结果中，细菌群落结构的相似距离并未随着连作年限的增加而增加，而是和细菌多样性指数的变化趋势较为相似，即呈现细菌群落相似距离随连作年限的增加呈先增加后降低的趋势，其中撂荒地细菌群落与连作第三年(TT)的细菌群落相似距离最大，出现这种结果的原因可能与耕作年限有关，同时，如讨论3.2中所述，虽然连作对土壤细菌整体的群落组成及结构有显著的影响，但因作物及物种基因型间的差异，不同作物连作对微生物种类及丰度的影响也各不相同，甚至会的到相反的结果。

4.结论

研究通过16S rRNA高通量测序研究了百香果连作土壤细菌多样性和群落结构，结果表明，百香果连作显著影响了土壤细菌群落结构和多样性，土壤细菌的丰富度和多样性随连作年限的增加表现为先增加后降低；变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)是百香果种植土壤中的主要优势菌门，连作对放线菌门(Actinobacteria)影响不显著，绿弯菌门(Chloroflexi)和厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度随连作年限的增加显著升高。百香果连作对土壤细菌群落结构有显著影响，但对细菌主要种类的影响规律与其他作物研究结果有所区别，因此，需要进一步从更长连作周期和多样本开展百香果连作对土壤微生物群落及百香果生长发育影响的研究，以探明百香果连作障碍发生机制。

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