华北平原春玉米多熟种植模式对土壤真菌群落的影响

为探究华北平原春玉米多熟种植模式对土壤质量的影响,基于田间定位试验,利用DNA Illumina高通量测序方法从土壤微生物的角度对6种种植模式0~20 cm耕层土壤真菌群落多样性进行了研究。结果表明:1)与春玉米单作(MM,对照)相比,5种多熟种植模式[黑麦-春玉米(MR)、冬小麦-夏玉米(MW)、菠菜-春玉米(MSp)轮作模式及马铃薯/春玉米(MPo)、豌豆/春玉米(MP)套作模式]均能够显著提高土壤真菌群落多样性(P<0.05),Shannon指数分别较MM提高12.18%、12.17%、10.37%、11.69%及8.44%,各模式间土壤真菌丰富度无显著性差异。2)各种植模式中,土壤子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、隐菌门(Rozellomycota)是优势种群,其中子囊菌门相对丰度达80%以上。3)多熟种植模式有利于增加有益真菌,MR、MW及MSp中被孢霉属(Mortierella)及绿僵菌属(Metarhizium)等潜在有益菌相对富集,MSp中绿僵菌属尤为丰富;而有作物致病风险的拟棘壳孢属(Pyrenochaetopsis)在各种植模式中相对丰度表现为:MM>MW>MP>MR>MSp>MPo。4)FUNGuild功能预测结果表明,种植模式改变了土壤真菌营养型的占比:MM处理主要为腐生型(26.09%)、病理型(22.48%)及病理-腐生-共生过渡型(26.39%),MW处理主要为腐生型(29.99%),其他多熟模式中腐生型(21.11%~27.88%)及病理型(23.74%~30.40%)均占较大比例。5)相关分析表明,土壤田间持水量、有机质含量及容重是影响土壤真菌群落结构的主要环境因子。综上,与春玉米单作相比,春玉米轮、套作其他作物能够显著提高土壤真菌群落的多样性。其中黑麦-春玉米、菠菜-春玉米及冬小麦-夏玉米轮作模式在提高土壤真菌多样性,富集有益微生物群落均有良好表现。此外,春玉米-黑麦、菠菜-春玉米轮作模式在一定程度上能降低潜在致病菌丰度。因此,从土壤微生物角度,综合节水与保地的需求,春玉米与黑麦或菠菜轮作的模式或是更合适的模式。