连作对果园土壤细菌群落结构和土壤性质的影响

来源：中国土壤与肥料杂志2025年第3期北京时间：

作者：张帆，杨阳，王鸿

单位：(甘肃省农业科学院林果花卉研究所，甘肃 兰州 730070)

摘要：果园连作障碍影响土壤养分矿化与有效性，与苗木的生长发育密切相关。探索桃重茬育苗地土壤微生物群落结构、代谢产物和土壤性质的变化，为现代化果园管理提供科学依据。高通量测序技术结合非靶向代谢组学进行分析连作3年的桃育苗地不同土层(0～20、20～40 cm)和对照(CK，自然生草地)土壤细菌群落结构、多样性以及代谢产物的变化，进一步研究微生物群落与土壤性质间的相关性。结果表明，0～20 cm土层，较CK处理，连作3 年的土壤中有机质、全磷、速效钾、有效铁和有效锌的含量降低，而全氮和有效磷含量则增加，20～40 cm土层，所有测试养分含量均下降；细菌群落多样性显著降低，构成细菌分子生态网络的关键微生物减少，导致细菌群落的稳定性下降；代谢组学分析发现，连作土壤中酸类物质含量显著增加，4-(苄氧基)苯甲酸、(R)-3-羟基肉豆蔻酸、3，5-二甲氧基苯甲酸等潜在的自毒物质积累显著。同时,土壤中花生四烯酸代谢、羟色胺突触和抗生素的生物合成途径发生显著变化。通过相关性分析发现，土壤pH及有效铁、有效锌、全盐量、全氮、碱解氮、有机质和速效钾含量是影响桃重茬育苗地土壤细菌群落变化的主要化学因素，而棕榈酸、5-氯-2，8-二甲基-4-[(3-硝基-2-吡啶基)氧基]喹啉和γ-壬内酯等是调控土壤细菌群落的主要代谢产物。综上所述，与同层CK相比，在20～40 cm土层较0～20 cm土层中有机质、全磷、速效钾、有效铁和有效锌含量降幅增大，细菌群落的α多样性减小，优势细菌门、属均发生变化，致使土壤中酸类物质的含量显著增加，花生四烯酸代谢、羟色胺突触和抗生素的生物合成通路富集强度较高且所含的差异代谢产物的含量显著降低。相关性分析发现，桃重茬地土壤微生物群落的变化与土壤pH及有效铁和有效锌等含量具有显著相关性，而棕榈酸、5-氯-2，8-二甲基-4-[(3-硝基-2-吡啶基)氧基]喹啉和γ-壬内酯等代谢产物是影响桃重茬育苗地土壤细菌群落结构的主要代谢产物。

关键词：桃树;连作障碍;微生物群落;代谢组学

基金资助：基金项目:国家自然科学基金项目(32360717)；财政部和农业农村部国家农业产业技术体系建设项目(CARS-30-1-6)。