粮棉轮作对土壤中养分及真菌多样性的影响

来源：华北农学报杂志2017年第6期北京时间：

作者：赵存鹏, 郭宝生, 刘素恩, 王兆晓, 耿昭, 王凯辉, 耿军义

单位：河北省农林科学院 棉花研究所, 农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室, 国家棉花改良中心河北分中心, 河北 石家庄 050051

摘要：为了改善冀中南地区多年连作棉田的土壤环境，分析棉花-小麦-玉米两年三熟轮作种植制度对土壤速效养分和真菌多样性的影响。依托河北省南宫市棉花原种场试验点，采用定期采集土壤样品，测定土壤中的有效磷、速效钾、全氮含量及提取各样品中的总DNA，借助Illumina HiSeq 2500高通量测序平台，研究不同种植模式对土壤真菌的群落结构、丰度等的影响，分析养分变化和群落变化的相关性。结果表明：轮作模式土壤速效磷、全氮残留含量比连作棉田显著增加，而土壤速效钾则差异不明显。轮作模式和连作模式土壤中的分类单元（Operational taxonomic units，OTU）个数分别为783，750个，真菌多样性表现为轮作模式土壤>连作模式土壤。通过聚类分析，发现不同种植模式下的土壤样品被完全区分且菌群的差异性显著，轮作模式土壤较连作模式土壤中的散囊菌目（Eurotiales）、伞菌科（Agaricaceae）显著减少，而粪壳菌目（Sordariales）显著增加。此外通过综合比较发现，不同作物对土壤中营养元素的吸收和利用存在偏好性，可以利用轮作方式改变连作棉田的化肥使用方式，减少化肥的使用量，提高使用效率，为茬口衔接节肥技术的实施提供了依据；同时轮作能够减少土壤中包含许多腐生和寄生有害真菌的散囊菌目菌群种类和数量，增加了大多腐生于富含有机质的土壤和植物残体上的粪壳菌群。由此可以初步认为，对冀中南连作棉田进行轮作，能够提高肥效，优化土壤的菌群结构，从而改善棉田土壤结构，为提高棉田的产量奠定基础。

关键词：棉花连作,粮棉轮作,土壤,真菌,养分,高通量测序,

基金资助：河北省渤海粮仓科技示范工程；河北省科技计划项目（16227205D）