玉米不同连作年限土壤根际微生物群落多样性分析

来源：江苏农业科学杂志2025年第第17期北京时间：

作者：郑荣;王美丽;于若飞;许辉欣;杨文霞;缪纯庆;杨君林

单位：1.酒泉市农业科学研究院，甘肃酒泉 735000； 2.张掖市农业科学研究院，甘肃张掖734000； 3.甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃兰州 730070

摘要：以甘肃河西灌区连作3、7、11、15、21年(分别简称为L3、L7、L11、L15、L21处理)的玉米根际土壤为对象，通过五点取样法采集根系表面1~2 mm的附着土，用MiSeq高通量测序分析细菌16S、真菌ITS(内转录间隔区)基因，探究连作年限对微生物群落的影响，以揭示连作障碍的微生态机制。结果表明，在微生物多样性演变方面，细菌Chao1指数以连作11年最高(2 468.83)，较连作7年高10.04%，之后随连作年限的增加而下降；辛普森指数整体上持续降低(L21处理的辛普森指数为0.003 9，较L3处理降低15.22%)，表明细菌的丰富度、多样性递减。真菌的Chao1指数呈波动变化(连作7年时最低，为423.23，较连作3年的低11.57%)，香农指数、辛普森指数显著递增(L21处理的辛普森指数为0.088 8，比L3处理的高159.65%)，丰富度与多样性整体上升。从群落结构分化上看，细菌的操作分类单元(OTU)总数先减后增，特有OTU比例从3.47%(L3处理)降至1.83%(L15处理)；真菌的OTU总数整体表现为上升趋势，特有OTU比例从4.08%(L3处理)增至8.31%(L21处理)。主成分分析(PCA)结果显示，细菌群落沿主成分1(贡献率为47.81%)呈梯度分化，真菌群落的分异更复杂，连作3~7年与连作11~21年差异显著。在功能菌群消长方面，随着连作年限的增加，亚硝化螺菌属(3.08%→2.88%)、芽孢杆菌属(1.87%→0.77%)等有益菌相对丰度减少，镰孢霉属(0.81%→6.36%)、头梗霉属(0.35%→1.91%)等病原菌相对丰度增加，其总占比从43.22%提高至4965%，与病害加重趋势一致。可以看出，玉米连作驱动根际微生物从细菌型向真菌型转变，细菌多样性降低，真菌多样性升高，有益菌衰退与病原菌富集是引起连作障碍的关键因素。连作11年是细菌丰富度的转折点，真菌群落在连作7年后结构复杂度显著增加。

关键词：玉米;连作;土壤微生物;细菌;真菌;群落结构;多样性