不同环境栽培对天麻土壤理化性质、微生物、代谢物的影响

目的:研究不同生境栽培天麻对土壤理化性质、微生物及代谢物的影响,为后期天麻多环境种植提供科学依据。方法:采集不同栽培环境天麻块茎际土壤:应用土壤农化分析方法、平板菌落计数法和气相色谱飞行时间质谱法(GC-TOFMS)非靶标代谢组学等方法分析土壤养分、微生物的数量与代谢物的差异。结果:土壤理化性质分析表明,土壤含水率以杂木林最高;土壤pH,速效钾,有效磷含量以杂木林下最高,电导率、全氮、碱解氮、有机质含量以松林最高;土壤微生物数量分析表明,可培养微生物依次为细菌、放线菌和真菌,其中杂木林的细菌数量、微生物总量最多;荒坡地的真菌、放线菌数量最多;土壤中的细菌/真菌(B/F)最大的为松林、最小的为荒坡地;土壤代谢组结果表明,杂木林(Z组),松林(S组),荒坡地(HD组)中的土壤代谢物组成和数量各有不同;S组-Z组,HD组-Z组,HD组-S组通过正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)比较后,分别筛选到18,35,24种差异代谢物,再通过京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集得到5条,9条,13条代谢通路。相关性分析表明,土壤理化性质和土壤微生物数量及代谢组存在显著的因果关系。结论:天麻在不同环境种植后,其土壤理化性质、微生物数量及代谢物变化有显著差异,其种植适宜度为杂木林>松林>荒坡;土壤理化性质与土壤微生物数量是驱动土壤代谢物变化的重要影响因素,这表明栽培环境调控土壤理化特征和微生物特征是维持天麻-土壤-微生物共生系统的重要机制。