淹水对辣椒连作土壤化学性质与微生物群落结构的影响

【目的】明确淹水对连作辣椒土壤环境的影响,为减轻辣椒连作障碍提供技术依据。【方法】以安徽和县的大棚内连作辣椒进行连续3年的淹水和不淹水土壤为研究对象,以不淹水为对照,采用流动分析仪、qPCR荧光定量技术和Miseq测序技术探究淹水对辣椒连作土壤化学性质和微生物群落结构的影响;同时以辣椒为试材,采用体外培养皿法验证淹水和不淹水土壤对辣椒种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】土壤淹水处理显著降低了土壤EC值、有机质、硝态氮、铵态氮、速效钾和有效磷的含量。荧光定量结果表明土壤淹水处理显著增加了细菌菌群丰度(P<0.05),但降低了真菌菌群丰度。高通量测序结果表明,微生物群落组成在门水平上,淹水处理显著增加了放线菌门(Actinobacteria)和Myxococcota的相对丰度,降低了厚壁菌门(Firmicutes)和被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度;在属水平上,淹水处理降低了潜在病原菌镰孢菌属(Fusarium)相对丰度并与土壤硝态氮呈显著正相关,增加了潜在固氮菌属中的固氮弧菌属(Azoarcus)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、Sideroxydans、Candidatus_Solibacter、藓杆菌属(Bryobacter)及潜在有益菌属Aspergillus和枝顶孢霉属(Acremonium)的相对丰度,并与土壤硝态氮呈显著负相关;土壤硝态氮含量显著影响土壤细菌和真菌的群落结构。培养皿试验结果表明,淹水处理土壤中的辣椒种子发芽率、幼苗鲜重和根长显著高于不淹水处理土壤。【结论】辣椒连作土壤淹水处理显著降低了EC值,降低了潜在病原菌和增加了潜在有益菌丰度,但土壤速效养分含量显著降低。同时,土壤淹水有利于辣椒种子萌发与幼苗生长,有利于缓解辣椒连作障碍。

辽宁设施辣椒连作根系土壤特性及微生物区系结构特征

连作是辽宁设施辣椒生产普遍存在的现象。为明确辽宁辣椒根际土壤微生态环境特点,以鞍山与锦州辣椒连作10年土壤为研究对象,采用Illumina HiSeq高通量测序技术对根际微生物多样性与群落结构进行分析,测定土壤营养与酶活性,并分析环境因子与样品及物种间的相关性。结果表明:鞍山与锦州辣椒连作土壤均为弱酸性,土壤中有效钾、有效铜与有效锌含量及酸性磷酸单酯酶与β-葡萄糖苷酶活性差异极显著(p<0.01),含水量差异显著(p<0.05),其余因子无显著差异(p>0.05)。两地优势细菌门结构相似,其中变形菌门是共有优势物种,其次是绿弯菌门、芽单胞菌门等;优势真菌中的子囊菌门与担子菌是两地的优势物种,其余物种结构不同。两地的优势真菌属与优势细菌属物种相同、结构不同,相对丰度无显著差异。多样性结果表明:门与属水平优势细菌相对丰度鞍山均高于锦州,优势真菌门水平相对丰度鞍山高于锦州,属水平鞍山则低于锦州。相关性分析表明,土壤中的有效铜及有效锌含量与锦州土壤微生物多样性成正相关,正向影响Chryseolinea(未命名)等6个细菌与曲霉属等3个真菌丰度;有效钾含量、β-葡萄糖苷酶及酸性磷酸单酯酶活性与鞍山土壤微生物多样性正相关,正向影响芽单胞菌属等3个细菌与淡紫拟孢菌属等7个真菌丰度。研究结果可为辽宁设施辣椒连作土壤改良提供参考。