不同改良方法对人参连作土壤理化性质及真菌群落结构的影响

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.250012

摘要/Abstract

摘要：

为探究不同改良方法对人参连作土壤养分、酶活性及真菌群落结构的影响，实验以未处理的老参地土壤（LSD）为对照，设置高温下施加碳酸氢铵（CS）和以五灵脂为碳源（WLZ）的强还原土壤灭菌处理2个处理组，采用化学分析和高通量测序技术分析土壤的理化性质和真菌群落的变化。结果表明：与LSD处理相比，2个处理组均提高了土壤pH值、有机质（OM）、速效磷（AP）和碱解氮（AN）等养分含量以及脲酶（URE）和酸性磷酸酶（ACP）酶活性，同时降低了土壤真菌群落丰富度，从各土壤样本中共检测到44门113纲204目308科480属。相关性分析表明，土壤养分含量OM、AP、AN和pH值均密切影响真菌群落的变化。 2种处理均能改善土壤营养状况，重构真菌群落，2种方法单独应用均有效，未来可探索协同作用，这有望成为修复退化土壤的新途径。

关键词: 人参, 连作障碍, 土壤理化性质, 真菌群落, 强还原土壤灭菌, 肥料

Abstract:

In order to investigate the effects of different amendment methods on nutrients， enzyme activities and fungal community structure in ginseng continuous cropping soil， the experiment was conducted using untreated old ginseng soil （LSD） as a control. Two treatment groups were set up： one treated with ammonium bicarbonate （CS） under high temperature and the other treated with strong reducing soil sterilization using Faeces Trogopterori as a carbon source （WLZ）. The changes of soil physical and chemical properties and fungal community were analyzed by chemical analysis and high-throughput sequencing technology. The data showed that both improved treatments increased soil pH， organic matter （OM）， quick-acting phosphorus （AP） and alkaline dissolved nitrogen （AN）， as well as the enzyme activities of urease （UE） and acid phosphatase （ACP）， and decreased the abundance of the soil fungal community， as compared with the LSD treatment. A total of 44 phyla， 113 classes， 204 orders， 308 families and 480 genera were detected in soil samples. Correlation analysis shows that soil nutrient content OM， AP， AN， and pH all closely affect changes in fungal communities. In summary， both treatments can improve soil nutrient status and reconstruct fungal communities. Therefore， effectively combining the two methods is expected to become a new approach for restoring degraded soil.

Key words: Panax ginseng, Continuous obstacle, Soil physicochemical properties, Fungal community, Reductive soil disinfestation, Fertilizer

中图分类号:

O629

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图/表 8

表1 不同处理人参连作土壤理化性质

Table 1 The effect of different treatments on the physicochemical properties of ginseng continuous cropping soil

Treatment	pH	EC	OM/（g·kg^-1）	AP/（mg·kg^-1）	AN/（mg·kg^-1）
CS	5.69±0.04 ^a	253.25±1.71 ^a	134.64±4.88 ^b	21.29±0.90 ^a	2 093.00±28.58 ^a
WLZ	5.58±0.03 ^b	105.93±1.36 ^c	207.91±5.85 ^a	14.25±0.51 ^b	657.13±67.16 ^b
LSD	4.68±0.01 ^c	206.50±1.29 ^b	111.78±1.40 ^c	12.97±0.27 ^c	602.00±18.52 ^c

图1 不同处理土壤酶活性Different lowercase letters indicate significant differences at p＜0.05

Fig.1 Soil enzyme activity under different treatments

图2 不同处理人参连作土壤真菌群落韦恩图

Fig.2 Venn diagram of fungal communities in ginseng continuous cropping soil under different treatments

图3 不同处理人参连作土壤真菌门、属水平群落组成

Fig.3 Horizontal community composition of fungal phyla and genera in ginseng continuous cropping soil under different treatments

图4 不同处理人参连作土壤真菌属水平差异分析

Fig.4 Analysis of horizontal differences in fungal genera in ginseng continuous cropping soil under different treatments

图5 不同处理人参连作土壤真菌β多样性分析

Fig.5 Analysis of fungal β diversity in ginseng continuous cropping soil under different treatments

图6 不同处理人参连作土壤真菌LefSe多级物种差异判别分析

Fig.6 Multi level species discrimination analysis of LefSe fungi in ginseng continuous cropping soil under different treatments

图7 不同处理人参连作土壤真菌群落与土壤环境因子的相关性分析*， ** and *** indicate significant correlations at p＜0.05， p＜0.01 and p＜0.001 levels， respectively

Fig.7 Correlation analysis between soil fungal communities and soil environmental factors in ginseng continuous cropping under different treatments

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