氮肥减施对连作芝麻根际土壤细菌群落结构和功能的影响分析

作者：汪瑞清; 张志华; 吕丰娟; 林洪鑫; 魏林根; 肖运萍

来源：中国油料作物学报, 2022, 44(06): 1307-1319.

DOI：10.19802/j.issn.1007-9084.2021282

• 连作芝麻
• 氮肥减施
• 细菌群落结构
• 高通量测序

以品种金黄麻为试验材料，利用高通量测序技术，研究在氮肥用量105 kg·hm-2基础上（RSN4），氮肥减施25%、50%、75%和100%（分别记为RSN3,RSN2,RSN1和RSN0）的条件下，健康与感青枯病两种生长状态对连作芝麻产量和根际土壤细菌群落结构的影响规律，以期为芝麻合理施肥和稳产提供依据。结果表明：氮肥用量减少25%(RSN3)的芝麻产量较RSN4处理未出现明显下降。RSN2的α多样性指标Obs、Shannon和Chao1较RSN4分别高11.53%、3.39%、12.71%，而来自健康株的Shannon指数比感病株高1.61%，且氮肥减施和生长状态处理的交互作用对Shannon指数有显著影响；RSN1处理放线菌门（Actinobacteria）相对丰度较RSN3增加了39.70%，而厚壁菌门（Firmicutes）则下降了30.60%；来自健康植株根际土壤的酸杆菌门（Acidobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）相对丰度较来自患病株的分别高32.42%、155.26%、38.54%，而Firmicutes较感病株下降了47.47%;RSN3的芽孢杆菌属（Bacillus）和马赛菌属（Massilia）相对丰度较RSN2的分别增加119.10%和87.18%，且RSN3的类芽胞杆菌属（Paenibacillus）相对丰度较RSN0、RSN1、RSN2显著增加59.29%～193.42%。来自健康株根际土壤细菌中的假丝酵母（Candidatus＿Solibacter）和unidentified＿Nostocales的相对丰度较患病株高43.68%和235.90%，而来自感病株根际土壤细菌中4种菌属（Bacillus、Massilia、Ramlibacter、Paenibacillus）的相对丰度较健康株的显著增加64.63%～106.67%；来自健康株根际土壤细菌功能碳水化合物代谢的相对丰度较来自患病株增加0.94%，而来自健康株根际土壤细菌功能膜运输的相对丰度较来自感病株的降低了2.37%;RSN3处理的根际土壤细菌功能辅助因子和维生素的代谢和核苷酸代谢的相对丰度较RSN0处理分别增加1.78%和3.63%(P <0.05)，而翻译、脂质代谢、折叠、分类和降级的相对丰度分别下降了4.58%、4.52%、7.74%(P <0.05)。三个主要环境因子pH、速效钾、有效锌对细菌群落变化的贡献分别为3.91%、5.93%、6.94%。总之，适当减氮（减少25%）对连作芝麻产量影响较小，同时能够改善根际土壤细菌群落结构和功能，有利于红壤旱地连作芝麻健康生长。

• 单位
  江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所; 长江中下游作物生理生态与耕作重点实验室; 国家红壤改良工程技术研究中心