连作年限对辣椒根际土壤真菌群落结构的影响_李莹.pdf

收稿日期:20220411修回日期:20220701基金项目:福建省农业科学院自由探索科技创新项目(ZYTS2021011);福建省属公益类科研院所基本科研专项(20211022004);福建省农业科学院农产品质量安全与营养健康科技创新团队项目(CXTD2021011-1);福建省“5511”协同创新工程项目(XTCXGC2021020)作者简介:李莹(1986)，女，助理研究员，博士研究生研究方向:辣椒产地环境与过程控制Email:407541808 qqcom通信作者傅建炜(1974)，男，研究员，博士研究方向:农产品质量安全Email:20291349 126com连作年限对辣椒根际土壤真菌群落结构的影响李莹1，2，刘兰英1，2，何肖云1，2，邱胤辉3，任丽花1，2，黄锐敏1，2，傅建炜1，2(1福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，福建 福州 350003;2福建省农产品质量安全重点实验室，福建 福州 350003;3三明市农业科学研究院，福建 三明 365000)摘要:为了解不同连作年限下辣椒根际土壤真菌群落的结构特征，选取不同连作年限(1、3、5、10 a)下的辣椒根际土壤，采用 Illumina Miseq 高通量测序技术分析土壤真菌群落的结构和多样性，并探究其与土壤理化因子的相关性结果表明:相较于连作 1 a 处理，延长连作年限导致真菌香农指数和辛普森指数显著下降(P005);同时，连作年限变化对真菌群落结构有显著影响在物种组成中，属于真菌优势菌门的有子囊菌门、担子菌门、被孢霉门和梳霉门，其中，子囊菌门是 4 个连作处理土壤的绝对优势菌群在不同连作年限处理的土壤中，镰刀菌属、毛壳菌属和 Ovatospora 是共有的优势真菌属，其中，镰刀菌属的相对丰度在连作 5 a 时达到最高，10 a 后显著下降(P005);同时，枝顶孢霉属、青霉菌属和曲霉菌属等生防菌的相对丰度在长期连作后显著增大，而毛壳菌属、木霉菌属和被孢霉属等有益微生物的相对丰度随着连作年限的延长逐渐下降冗余分析显示，土壤 pH 及有效磷、速效钾、有机质含量是影响真菌群落结构变化的主要驱动因子本研究中，土壤真菌群落开放科学(资源服务)标识码(OSID)多样性下降、有益微生物减少和病原菌积累可能是造成辣椒连作障碍的原因关键词:辣椒;连作年限;真菌;群落结构中图分类号:S1543;S6413文献标识码:A文章编号:1671-5470(2023)03-0400-08DOI:1013323/jcnkijfafu(natsci)202303016Effect of continuous cropping on fungal communitystructure in rhizosphere soil of pepperLI Ying1，2，LIU Lanying1，2，HE Xiaoyun1，2，QIU Yinhui3，EN Lihua1，2，HANG uimin1，2，FU Jianwei1，2(1Institute of Quality Standards and Testing Technology for Agro-products，Fujian Academy of Agricultural Sciences，Fuzhou，Fujian 350003，China;2Fujian Key Laboratory of Agro-products Quality and Safety，Fuzhou，Fujian 350003，China;3Sanming Academy of Agricultural Science and Technology，Sanming，Fujian 365000，China)Abstract:In order to understand the response of soil fungal community to continuous cropping，the composition and diversity of soilfungal community under pepper plantations continuously cultivated for 1，3，5 and 10 years were analyzed by Illumina Miseq high-throughput sequencing，and their relationships with soil physicochemical properties were further investigated The results showed thatShannon index and Simpson index decreased with prolonged continuous cropping years compared with the indexes at 1 year，leadingto a significantly affected soil fungal community structure The dominant fungal phylum consisted of Ascomycota，Basidiomycota，Mortierellomycota and Kickxellomycota，with Ascomycota being the complete dominant phyla among the 4 cropping years At the ge-nus level，Fusarium，Chaetomium and Ovatospora were the dominant genera common to the 4 cropping years;the relative abundanceof Fusarium reached its maximum when the soils were continuously cultivated for 5 years，but decreased significantly since the 10thyear(P005)Meanwhile，the relative abundance of biocontrol bacteria such as Acremonium，Penicillium and Aspergillus，in-creased significantly after long-term continuous cropping，while the relative abundance of beneficial microorganisms such as Cheato-mium，Trichoderma and Mortierella decreased edundancy analysis showed that pH，available phosphorus，available potassium andsoil organic matter content were the driving factors affecting fungal community structure To summarize，declining fungal communitydiversity，reduction of beneficial microorganisms and accumulation of pathogenic bacteria made up the main reasons for the continu-ous cropping disorder of pepperKey words:pepper;continuous cropping years;fungi;fungal community structure福建农林大学学报(自然科学版)第 52 卷 第 3 期Journal of Fujian Agriculture and Forestry University(Natural Science Edition)2023 年 5 月近年来，果蔬消费的增加及种植者对高经济效益的追求促使温室果蔬生产体系迅速发展1 当前我国设施栽培模式多呈现出高投入和高产出，且作物类型单一化种植以及复种指数高等特点24，但作物长期单一化连续种植会导致土壤退化、土传病害频发、作物产量和品质下降等连作障碍问题36 研究表明，土壤环境恶化、病原菌繁殖、养分有效性失衡和自身毒性物质积累都是引发连作障碍的重要原因58 目前，种植者多尝试使用化肥和杀虫剂来克服设施农业中的连作障碍，但收效甚微，且易适得其反9 土壤微生物是农业生态系统的重要组成部分，对土壤健康至关重要研究表明，根际微生态系统失衡是导致作物连作障碍的最根本原因5，1011 作为土壤微生物区系的重要成员，真菌与其他微生物一起参与土壤生态系统中的物质循环和能量流动，在促进植物生长、维持土壤健康方面起到了重要作用8，12，其群落结构和多样性对土壤生态系统结构的平衡及功能的发挥至关重要研究证实，作物长期连作后，土壤微生物由细菌主导型向真菌主导型转变，而许多真菌与植物疾病密切相关13 如辣椒和黄瓜等作物连作会导致土壤中镰刀菌的相对丰度显著增加8，而镰刀菌是一种重要的植物病原菌相反地，一些真菌也可以通过抑制致病菌，在植物促生防病中发挥着积极作用14 如:在葡萄连作的过程中，许多因素都可能导致病害压力的增强，其中，真菌致病菌的增加及有益真菌群落结构的简化可能是重要原因6;相似的结论在地黄15、番茄16 和百合17 等作物连作中也被证实表明作物连作障碍与土壤真菌群落结构密切相关，目前已引起国内外研究者广泛关注18 相对于土壤细菌群落，对设施栽培中作物连作导致的土壤真菌群落变化的研究仍较少因此，研究连作管理下土壤真菌群落多样性及其演变规律，对于探索土壤可持续利用、保持土壤健康至关重要随着设施栽培技术的普及，辣椒设施栽培面积越来越大，但连作年限对土壤真菌群落的影响以及有益或致病真菌与土壤理化因子的关系却鲜见报道据此，本研究以福建省三明市农业科学研究院蔬菜所辣椒育种基地为研究对象，对设施栽培条件下不同连作年限辣椒根际土壤真菌群落结构进行研究，旨在揭示土壤真菌群落结构在不同连作年限下的变化规律，探索真菌群落特征与土壤理化因子之间的关系，为辣椒种植产业可持续发展提供技术支持1材料与方法11研究区概况本研究于三明市农业科学研究院蔬菜所辣椒种植基地(11741E，2615N)进行该区属亚热带季风性湿润气候，气温日际变化大，昼夜温差悬殊，冷暖不定，一年四季明显，雨水充沛，干湿分明，年均降雨日174 d，年日照时数 1 878 h，无霜期 303 d，年平均降水量 1 754 mm12试验设计本研究选择连续种植 1、3、5、10 a 的大棚辣椒地为样地，辣椒品种为明椒系列，不同连作年限的辣椒隶属不同的大棚，且大棚间的直线距离不超过 500 m大棚建成之前，原始土壤性质类似，大棚建成后均没有其他作物种植历史所有大棚土壤类型均为红壤土辣椒栽培一年两季，种植茬口为春提早和秋延后种植前先进行翻土，随后施用基肥，基肥为三明市森耕农业科技发展有限公司提供的有机肥基肥主要以猪粪、鸡粪、蘑菇渣、木耳渣和辅料烟末等为原料，加入生物菌堆沤混合发酵腐熟，其中，(有机质)45%，水含量30%，(N+P2O+K2O)50%19 通常每茬施用 50 thm2有机肥，待辣椒进入旺盛生长期后，每两周施用一次叶面肥(N P K=15 15 15)种植过程中均采用常规管理方式进行病害防治，所有大棚管理方式一致13土壤样品采集每个连作大棚被划分为 3 个小区(5 m5 m)，于 2021 年 11 月在辣椒盛花期，按照 5 点采样法，在每个小区用直径 25 cm 的不锈钢土钻在耕层(020 cm)采集土壤样品，取样点距辣椒根系 58 cm将土壤充分混合后装入无菌袋并迅速带回实验室，去除根系等杂物后，一部分样品放入冰箱(80)保存用于土壤 DNA 的提取，测序工作委托北京奥维森生物科技有限公司完成另一部分带回实验室后立即测定含水量，其余样品自然风干后进行土壤理化因子测定不同连作年限处理下的土壤理化因子19 如表 1 所示104第 3 期李莹等:连作年限对辣椒根际土壤真菌群落结构的影响表 1不同连作年限处理下土壤理化因子的变化1)Table 1Dynamics on soil physicochemical properties under different years of continuous cropping处理pH电导率Scm1碳氮比(铵态氮)mgkg1(硝态氮)mgkg11 a596030a571334821a750017a2258101b3427121a3 a645010b570332242a879042bc1315021a5688041b5 a584001a75600712b934017c1777263a10718112c10 a560003a2 005607643c862006b3389242c36983561d处理(可溶性有机碳)mgkg1(有效磷)mgkg1(速效钾)mgkg1(有机质)gkg11 a204032980a9521034a4659183a2285011a3 a555556891c311153211b12819174b3610022b5 a481597732c317044663c13912312b5001021c10 a330087751b353075464c235701090c5478032d1)数据为平均值标准差(n=3);同列数据后附不同字母者表示差异显著(P005)，附相同字母者表示差异不显著(P005)14土壤 DNA 提取、PC 扩增和高通量测序土壤总 DNA 按照 Mobio PowerSoil DNA Isolation Kit(100)试剂盒说明书的步骤提取，每个样品提取3 个平行，分别进行 PC 扩增用 1%琼脂糖凝胶电泳检测抽提的 DNA 的完整性，用 Nanodrop 2000 分光光度计(美国赛默飞世尔公司)检测 DNA 的浓度和纯度，选用特异性引物 ITS1F(5CTTGGTCATTTAGAG-GAAGTAA3)和 ITS2F(5TGCGTTCTTCATCGATGC3)进行 PC 扩增热启动 PC 反应体系:2 LDNA、上下游引物各 1 L、3 L BSA、125 L 2Taq Plus Master Mix、55 L ddH2O反应程序:94 预变性5 min;94 变性 30 s，55 退火 30 s，72 延伸 60 s，共 34 个循环;72 延伸 7 minPC 产物经 2%琼脂糖凝胶电泳检测后，采用 AxyPrep DNA 凝胶回收试剂盒(Axygen 公司)对 DNA 进行回收PC 产物利用 Il-lumina Miseq PE300 平台进行测序15数据处理Illumina Miseq 测序得到的双端序列数据，经过质控、拼接与去除嵌合体、短序列后得到优质序列(clean tags);利用 Uparse 软件在 97%相似度下对优化序列进行聚类，得到操作分类单元(operational taxo-nomic units，OTU);采用 DP Classifier 算法对 OTU 代表序列进行比对分析，得到每个 OTU 对应的物种分类信息;采用 Mothur 软件对全部有效序列进行 OTU 聚类统计，绘制韦恩图20;使用 Qiime 软件计算样品的 Chao1 指数和香农指数等 Alpha 多样性指数，其中，以 Chao1 指数表征真菌群落的丰富度，以香农指数和辛普森指数表征真菌 Alpha 多样性采用 SPSS 软件进行单因素方差分析和 Duncans 多重比较(P005);使用 Unweighted UniFrac 距离矩阵对 OTU 水平的群落组成结构进行非加权组平均聚类(unweighted pair-group method with arithmeticmeans，UPGMA)分析和非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling，NMDS)分析21;使用冗余分析探索影响土壤真菌群落物种组成的关键环境因子;采用 Canoco 45 软件进行土壤真菌冗余分析和图表绘制;利用 Pearson 等级相关系数进行相关性分析2结果与分析21不同连作年限下辣椒根际土壤真菌群落的多样性211Alpha 多样性本研究中，真菌基因文库覆盖率达 99%，测序文库已达到饱和，同时随着测序量的增加，稀释曲线趋于平坦，表明测序数据量合理，能够准确反映各处理土壤样品的真菌群落特征基于 OTU水平的真菌群落 Alpha 多样性(表 2)显示，随着连作年限的延长，土壤中的 Chao1 指数无显著差异，而连作 3、5、10 a 的辛普森指数和香农指数均显著低于连作 1 a 处理(P005)，表明连作 3 a 的真菌群落多样性较连作 1 a 显著下降，且逐渐趋于稳定图 1 显示:4 个连作处理所共有的 OTU 有 340 个，分别占 1、3、5、10 a 处理 OTU 总数的 2268%、2202%、2274%和 2358%;此外，1、3、5、10 a 处理中特有的 OTU 分别为 497、296、348 和 307 个，各占其OTU 总数的 3315%、1917%、2328%和 2129%表明不同连作年限土壤的 OTU 组成存在差异204福建农林大学学报(自然科学版)第 52 卷表 2不同连作年限处理下土壤真菌群落 ITS 测序数据及 Alpha 多样性1)Table 2ITS sequencing data and Alpha diversity of soil fungal community under different years of continuous cropping处理序列/个OTU 个数Chao1 指数辛普森指数香农指数覆盖指数/%1 a196 99363 805a931111a1 3006917024a0950006b568027b0990006a3 a268 81510 503a782106a1 144469268a0840015a371024a0990000a5 a240 11860 500a884146a1 2977723359a0810010a362039a0990006a10 a244 99852 425a87118a1 222483813a0800012a356014a0990000aANOVA检验值F=2144P=0177F=1028P=0430F=0703P=0576F=67267P=0000F=36871P=0000F=0667P=05961)数据为平均值标准差(n=3);同列数据后附不同字母者表示差异显著(P005)，附相同字母者表示差异不显著(P005)每个圈表示一个处理，重叠部分的数字表示样本之间共有的 OTU 个数，非重叠部分的数字表示样本特有的 OTU 个数图 1不同连作年限处理下土壤真菌 OTU 韦恩图Fig1Venn diagram of soil fungi OTU underdifferent years of continuous cropping212Beta 多样性分层聚类分析表明，5、10 a 连作处理土壤样品中的真菌群落更为相似且聚类，与 1、3 a 连作处理的真菌群落明显分离(图 2A)NMDS 分析(胁强系数=0003 6)显示，所有样品分为 3 类，来自 5、10 a 连作处理的样品高度相似并聚集，与 1、3 a 连作处理的样品分离(图 2B)，此结果与层次聚类分析结果相似表明连作改变了土壤真菌群落结构，且不同连作年限下真菌群落结构的差异显著22不同连作年限下辣椒根际土壤真菌群落的结构和组成4 个连作处理土壤共鉴定出 17 个真菌门类其中，子囊菌门(Ascomycota)是 4 个处理的绝对优势菌群(图 2A)，占比达到了 7910%9512%;担子菌门(Basidiomycota)为亚优势菌门，其相对丰度为 150%1354%;被孢霉门(Mor-tierellomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)的占比分别为034%364%和 060%1134%;梳霉门(Kickxellomycota)在 5 a 连作处理中的相对丰度达 10%，但在其他 3 个处理中几乎没有检测到图 2基于 Unweighted UniFrac 距离的 UPGMA 聚类树(A)和 NMDS 分析结果(B)Fig2UPGMA cluster tree(A)and NMDS analysis(B)based on unweighted UniFrac distance在属水平上对真菌进行物种注释分析，共获得 18 个优势属群(平均相对丰度1%)(表 3)其中，子囊菌门中的 Ovatospora、镰刀菌属和毛壳菌属是 4 个连作处理共有的优势真菌属对比发现，枝葡萄孢属、木霉属、伽穆孢属和白鬼伞属随着连作年限的延长而逐渐下降，而矮菇属、枝顶孢霉属、帚霉属和 Alphamyces则呈相反趋势;被孢霉属在连作 15 a 的相对丰度稳定，但在连作 10 a 后显著下降;粪壳菌属、麻孢壳菌属、Ovatospora 和毛壳菌属随着连作年限的延长呈先显著增加后明显下降的趋势;而镰刀菌属和曲霉属随着连作年限的延长呈现出波浪形的变化趋势值得注意的是，在真菌类群中有一大部分仍未被分类，在4 个处理中的占比达到了 2008%3167%，这表明可能还有很多对连作响应敏感的类群有待探明304第 3 期李莹等:连作年限对辣椒根际土壤真菌群落结构的影响表 3不同连作年限处理下土壤真菌属水平的组成和分布1)Table 3Taxonomic composition and distribution of soil fungi at the genus level under different years of continuous cropping门属相对丰度/%1 a3 a5 a10 a担子菌门矮菇属(Chamaeota)000000a002001a024006a296132b白鬼伞属(Leucocoprinus)100013b038020a056043ab045005a壶菌门Alphamyces004002a003003a234015b103081abPowellomyces036039a043031a592056b167117a子囊菌门枝顶孢霉属(Acremonium)022004a058008ab106064bc181049c木霉属(Trichoderma)346037b052022a017013a008003a伽穆孢属(Gamsia)739131b015014a000000a002001aPolyschema001001a005005a434083b097033a麻孢壳菌属(Gelasinospora)234015b862133c044006a032007a粪壳菌属(Sordaria)395193b831064c036008a040007a枝葡萄孢属(Botryotrichum)1365079b065049a104025a076022aOvatospora149041a1314065b155036a186026a镰刀菌属(Fusarium)512052c357030b699104d234060a青霉属(Penicillium)210105ab040021a399071bc1104154c曲霉属(Aspergillus)274117b032010a570162c1326116d帚霉属(Scopulariopsis)030040a194008a1450318b1786433b毛壳菌属(Chaetomium)1093041b2677137c500017a573040a被孢霉门被孢霉属(Mortierella)354045b334021b359093b046017a1)数据为平均值标准差(n=3);同行数据后附不同字母者表示差异显著(P005)，附相同字母者表示差异不显著(P005)23真菌群落结构与土壤理化因子间的相互关系Pearson 相关性分析(表 4)表明，香农指数、辛普森指数与土壤 pH 均呈极显著负相关(r 值分别为0846、0816)，与土壤可溶性有机碳的质量分数呈显著负相关(r 值分别为0597、0625)表 4真菌群落多样性指数与土壤理化因子间的相关系数1)Table 4Correlation coefficients between soil fungal diversity indices and soil physiochemical parameters指标(铵态氮)(硝态氮)碳氮比(有机质)pH电导率(可溶性有机碳)(速效钾)(有效磷)Chao1 指数003500640080005001980066015001640104香农指数05580309022501730846 03320597*00260123辛普森指数05590287024101560816 03100625*000500991)*表示在 P005 水平上显著，表示在 P001 水平上极显著以不同连作年限处理的 OTU 水平作为响应变量，研究土壤真菌群落结构与土壤理化因子的关系结果(图 3)显示，冗余的前 2 个轴解释了真菌群落 691%的变异，表明第 1、2 排序轴能较好地反映出真菌群落结构与土壤理化因子之间的相互关系其中，3、1 a 连作处理组分别分布在第 1 排序轴的两侧，5、10 a 连作处理组聚为一簇，与 1 a 连作处理组分别分布在第 2 排序轴的两侧，与 Beta 多样性的结果一致被选择的土壤理化因子中，pH 及有机质、有效磷、速效钾的质量分数对真菌群落结构的影响较大，是影响真菌群落组成的重要因素其中，pH 主要影响 3 a 连作土壤的真菌群落结构，有机质、有效磷和速效钾的质量分数则主要影响 5、10 a 连作土壤的真菌群落结构速效钾、有效磷和有机质质量分数矢量箭头之间的夹角为锐角，表明这 3 种理化因子之间可能具有协同效应3讨论31连作年限对辣椒根际土壤真菌群落多样性的影响土壤微生物的多样性被认为是维持土壤健康的关键22 本研究中，尽管连作 10 a 下辣椒根际土壤的真菌丰富度与连作 1 a 的差异不显著，但连作导致的真菌群落多样性显著降低;与之相似，黑胡椒、丹参、咖啡和黄瓜在长期连作后，其根际土壤真菌的香农指数显著下降3，2223;与之相反，草莓根际土壤真菌群落多样性随着连作年限的延长而增加24 连作对真菌群落多样性的影响可能与作物种类、管理措施、种植土壤和连作年限等因素有关24 本研究中，化感物质的累积以及辣椒根系分泌物长期释放的生态效应，可404福建农林大学学报(自然科学版)第 52 卷DA1、DA2 分别表示第 1、2 排序轴EC:电导率;C/N:碳氮比;NH+4-N:(铵态氮);NO3-N:(硝态氮);DOC:(可溶性有机碳);AP:(有效磷);AK:(速效钾);SOM:(有机质)图 3基于 OTU 水平的真菌群落结构与土壤理化因子间的冗余分析结果Fig3edundancy analysis of soil physiochemical parametersand fungus community structure at the OTU level能会促进某些特定微生物富集25;同时，多年相同的田间管理模式为特定真菌提供了优良的繁殖环境，但也导致部分微生物在生物竞争中减少甚至消失，这些都可能是长期连作后真菌群落多样性下降的重要原因26 本研究的 Beta 多样性显示，连作年限显著影响辣椒根际土壤真菌群落的多样性，此结果与之前对细菌群落多样性的分析结果19 有所差异3、5 a连作处理组的土壤真菌群落分散分布;相反，5、10 a连作处理组的真菌群落聚集，表明连作 5 a 后，真菌群落结构趋于稳定32连作年限对辣椒根际土壤真菌群落结构的影响本研究中，子囊菌门是 4 个连作处理的绝对优势菌群子囊菌门多为腐生营养型真菌，是土壤最重要的有机质分解者27 研究表明，子囊菌门更容易在高肥力的土壤中富集28 但在本研究中，子囊菌门的相对丰度随着连作年限的延长呈现出剧烈的波浪形变化，与土壤无机氮和有效磷等养分含量的变化未呈现出明显的一致性，这可能与子囊菌门有较高的物种多样性和进化速度有关真菌在土壤环境中起着重要作用，其与农作物病害密切相关29 其中，归属于子囊菌门的优势属 镰刀菌属是土传病害中主要的病原菌属6，会导致辣椒患枯萎病、根腐病、叶枯病和果腐病等30 一般来说，连作极易造成土壤同质性，导致潜在病原菌的累积本研究中，镰刀菌属的相对丰度在连作 5 a 时达到最高，但在连作 10 a 时的相对丰度较其他处理显著降低，此结果与葡萄长期连作后的结果6 一致土壤中致病真菌含量的增加会导致土传病害发病率升高据了解，10 a 样地在连作 510 年期间曾暴发大规模重的土传病害，管理者进行了大规模的药物消杀，可能导致后期(连作 10 a)病原体减少19 这与本课题组前期在对细菌的研究中所发现的生防菌链霉菌属(Streptomyces)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)相对丰度在连作5 a 后急剧增加的趋势相吻合本研究中，土壤枝顶孢霉属、青霉菌属和曲霉菌属等生防菌的相对丰度在辣椒连作 5 a 后显著增加，连作 10 a 时的相对丰度分别是连作 1 a 时的 823、526 和 484 倍枝顶孢霉属和青霉菌属均属于腐生营养型真菌，可以通过分泌某些酶来抑制病原细菌和真菌;青霉菌属对纤维素和半纤维素有很强的降解能力，对植物有促生作用，对多种植物致病真菌也具有抑制或防治作用3134;曲霉菌属的代谢产物能有效抑制 27 种农作物病原菌的生长，是抑制青枯病的拮抗菌35 研究表明，在纤维素降解和腐殖质形成中发挥重要作用的帚霉属的相对丰度在连作 5 a 时显著增加36 植物可以通过招募保护性微生物抑制植物病原体来保护其免受侵害6，37 以上结果表明，有益真菌在连作 5 a 时的相对丰度显著增加可能是植物在暴发严重病害后的自我调节防御机制，镰刀菌属的相对丰度在连作 5 a 时也下降可能与有益微生物丰度的变化有关相反地，毛壳菌属的相对丰度在连作 5、10 a 时显著下降;连作 1 a 时的木霉菌属占比为 346%，但随着连作年限的延长，该菌群几乎监测不到相似地，被孢霉属的相对丰度在连作 15 a 时稳定在 3%，但在连作 10 a 时不到 1%毛壳菌属产生的毛壳菌素能够有效抑制多种病原真菌的繁殖6，38;而木霉菌属被认为是具有重寄生功能的生防菌29;被孢霉属具有潜在分泌抗菌素和抑制部分病原菌生长的能力，被确定为对土壤有益的微生物3940 这些潜在的植物有益真菌，其丰度的下降可能与辣椒连作障碍密切相关研究表明，植物生长状况和连作障碍可能取决于致病微生物与有益微生物之间的竞争6 辣椒长期连作后，部分生防菌的减少和病原菌的积累可能是造成辣椒连作障碍的原因之一33土壤理化因子与真菌群落结构之间的关系真菌群落多样性与 pH 呈显著负相关，这与“土壤 pH 过高会限制真菌存活”41 的结果一致土壤 pH下降会刺激嗜酸性真菌繁殖6;同时，土壤中的真菌大多为异养微生物，需要外界碳分解为其提供养分和504第 3 期李莹等:连作年限对辣椒根际土壤真菌群落结构的影响能源但微生物对碳有效性的需求和适应能力存在差异，连作后可溶性有机碳含量的提高可能会导致适宜在低浓度碳环境下生存的真菌的减少，从而促进适宜在高浓度碳环境下生存的真菌的繁殖，导致真菌群落多样性下降而微生物多样性的减少是土传病害发生的重要原因真菌的生长和繁殖依靠土壤的养分本研究冗余分析表明，土壤 pH 及有效磷、速效钾、有机质含量对土壤真菌群落组成的影响较大其中，连作 3 a 时的真菌群落结构主要受 pH 影响，而连作 5、10 a 时的真菌群落结构则主要受有效磷、速效钾和有机质含量的影响表明在短期连作过程中，pH 是影响真菌群落结构的主要因素，这可能是由于本研究施用的有机肥呈碱性，在短期连作下 pH 呈升高的趋势，对真菌群落结构的影响更明显但随着连作年限的延长，土壤养分的累积，有效磷、速效钾和有机质逐渐成为影响真菌群落结构的重要因子此结果与 Zhao et al3 的研究结果相似Zhao et al3 在温室条件下对黄瓜进行连作处理，发现土壤养分对土壤微生物群落结构的影响可能比 pH 更大4结论辣椒根际土壤在长期连作后，其真菌群落多样性随着连作年限的延长而显著降低;连作显著改变了真菌群落结构，不同连作年限处理间的群落结构存在显著差异;长期连作导致部分有益真菌减少、病原真菌增多，而这主要与 pH 及有效磷、速效钾、有机质含量密切相关表明辣椒在长期连作下，合理的养分类型和数量对平衡土壤真菌群落结构、提高土壤健康、降低植株发病率至关重要参考文献 1XU L，LU A X，WANG J H，et al Accumulation status，sources and phytoavailability of metals in greenhouse vegetable pro-duction systems in Beijing，China J Ecotoxicology and Environmental Safety，2015，122:214220 2ZHANG Y J，LIN F，JIN Y G，et al esponse of nitric and nitrous oxide fluxes to N fertilizer application in greenhouse vege-table cropping 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