不同连作年限栝楼根际土壤微生物群落多样性分析

徐筋燕　何晓兰　邵明灿　万云龙　刁亚梅　杨中海　郭书巧

摘要：為明确连作对栝楼根际土壤微生物群落的影响和栝楼连作障碍产生的原因，以连作2年和连作4年的栝楼根际土壤为研究对象，进行土壤理化性质测定以及土壤细菌16S和真菌ITS高通量测序。土壤理化性质测定结果表明，与连作2年的栝楼根际土壤样本相比，连作4年的栝楼根际土壤样本中有机碳含量下降；与对照土壤样本和连作2年的栝楼根际土壤样本相比，连作4年的栝楼根际土壤样本阳离子交换量（CEC）下降，说明土壤保肥能力已下降。细菌群落α多样性分析结果显示，栝楼连作对细菌群落的影响相对较小。细菌群落结构分析结果表明，与对照土壤样本相比，栝楼连作根际土壤中一些具有重要功能的细菌门相对丰度下降。与对照土壤样本相比，连作2年和连作4年的栝楼根际土壤样本中真菌群落群落结构和组成发生明显变化，一些有害真菌属如Stagonosporopsis、Rhizoctonia和Colletotrichum的相对丰度大幅增加。典型相关分析结果表明，硝态氮含量、全磷含量和速效磷含量是栝楼根际土壤微生物群落多样性的主要影响因素；pH值、阳离子交换量是CK土壤微生物群落多样性的主要影响因素。

关键词：栝楼；连作；根际土壤；微生物群落；土壤理化性质；高通量测序

中图分类号：S567.23+9文献标识码：A文章编号：1000-4440（2023）05-1140-11

Analysis of microbial community diversity in rhizosphere soil of continuous cropping Trichosanthes kirilowiiXU Jin-yan HE Xiao-lan SHAO Ming-can WAN Yun-long DIAO Ya-mei YANG Zhong-hai GUO Shu-qiao

（1.Institute of Industrial Crops， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China;2.Institute of Vegetable Crops， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China;3.School of Agronomy and Horticulture， Jiangsu Vocational College of Agriculture and Forestry， Jurong 212400， China;4.Lianshui Yuguo Agricultural Development Co.， Ltd.， Huaian 223411， China）

Abstract：To clarify the effects of continuous cropping on the rhizosphere soil microbial community of Trichosanthes kirilowii and the causes of continuous cropping obstacles， rhizosphere soil samples of Trichosanthes kirilowii after continuous cropping for two and four years were used for analyzing in this study. The physicochemical properties of the soil samples were determined， and the bacterial 16S library and fungal ITS library were constructed and sequenced by high-throughput sequencing technology. The results of physicochemical properties showed that compared with the rhizosphere soil samples of Trichosanthes kirilowii after continuous cropping for two years， the organic carbon content in the rhizosphere soil samples of Trichosanthes kirilowii after continuous cropping for four years decreased. Compared with the control soil samples and the rhizosphere soil samples of Trichosanthes kirilowii after continuous cropping for two years， the cation exchange capacity （CEC） of soil samples began to decrease after four years of continuous cropping， indicating that the soil fertility retention capacity began to decrease. The results of α-diversity of bacterial communities showed that the continuous cropping of Trichosanthes kirilowii had a relatively small effect on bacterial community. However， the relative abundance of some functional bacteria in the rhizosphere soil samples of continuous cropping Trichosanthes kirilowii decreased campared with that in the control soil samples. Compared with the control soil samples， the structure and composition of fungal communities in the rhizosphere soil samples of Trichosanthes kirilowii after continuous cropping for two years and four years changed significantly， and the relative abundance of some harmful fungi such as Stagonosporopsis， Rhizoctonia and Colletotrichum increased significantly. The results of canonical correlation analysis showed that nitrate nitrogen content， total phosphorus content and available phosphorus content were the main influencing factors of microbial community diversity in rhizosphere soil of Trichosanthes kirilowii， and pH and CEC were the main influencing factors of soil microbial community diversity in CK.

Key words：Trichosanthes kirilowii;continuous cropping;rhizosphere soil;microbial community;physicochemical properties of the soil；high-throughput sequencing

栝楼（Trichosanthes kirilowii Maxim）又名瓜蒌，属于葫芦科栝楼属，是中国传统的中药材，具有非常高的药用价值。栝楼的根、茎、叶均可入药，栝楼根即天花粉，是中国临床常用中药材，具有降血糖、抗肿瘤和抗病毒等多种疗效[1-3]。栝楼果实在临床上分为3种，即全瓜蒌（栝楼果实）、瓜蒌皮和瓜蒌籽，可用于治疗肺痈、肺热咳嗽和大便秘结等，此外，它在呼吸系统、心血管系统、血液系统疾病治疗方面以及抗菌、抗肿瘤等方面均具有一定的作用[4-7]。瓜蒌籽营养丰富，富含蛋白质、氨基酸和多种人体所需微量元素，近年来已逐渐成为一种广受大众喜爱的休闲食品。栝楼等传统中药材在治疗新型冠状病毒感染中发挥了重要的作用[8-10]，因此，近年来对于栝楼的需求也逐渐呈现供不应求的状态。

栝楼属于多年生宿根类作物，种植以后可以连续收获4～6年。但随着连作时间的增加，会发生明显的连作障碍，主要表现为暴发严重的病虫害（炭疽病、蔓枯病等），产量、品质下降。据统计，在2018-2020年，江苏省苏北地区栝楼主栽区连作3年以上的栝楼减产30%～80%，部分严重地块甚至绝产，给江苏省栝楼产业造成了巨大的打击，直接经济损失达上亿元。解决栝楼连作障碍问题已经刻不容缓。连作障碍是指在同一地块上连续种植同种或同科作物，即使在正常的管理条件下，作物仍然表现出生长发育迟缓、抗逆性降低、病虫害严重和产量下降等现象。很多作物受连作障碍影响，导致产量、品质下降和高死亡率等问题，而宿根类中药材因其特殊的栽培条件，受到连作障碍的影响更大，约70%的宿根类药材都存在不同程度的连作障碍问题[11-14]。有研究结果表明，增加连作时间会导致土壤肥力下降、养分失衡、土壤酶活性降低、植物病虫害发生率增加、根际有毒物质积累量增加[15-16]，这些变化均会对植物根际微生物群落产生较大影响，并进一步影响植物的生长发育。

土壤微生物群落能够影响植物的生理性状和生长发育，与植物密切相关[17]。植物根际微生物特别是细菌能够参与一些重要的生物进程，包括土壤有机质分解、土壤养分的转化和循环等[18]，对植物的生长发育具有非常重要的作用。而大多数土壤真菌包含很多致病菌，并不利于植物生长。通常情况下，植物和根际微生物群落之间存在着一定的平衡关系，土壤中以细菌为主，真菌数量较少。连作会导致土壤中细菌与真菌的比例失衡，细菌数量、种类减少，真菌种类、数量增加，从而导致土壤肥力下降，植物病虫害发生率增加[15，19]。对连作的花生根际土壤进行研究，发现连作会导致土壤中一些有益真菌［如丛枝菌根真菌（AMF）和木霉属（Trichoderma）真菌］相对丰度减少，部分有害真菌［如镰刀菌属（Fusarium）真菌］相对丰度增加，从而导致花生产量下降[19]；连续种植黑胡椒会导致土壤pH值、有机质含量和土壤细菌丰度下降，土壤微生物群落结构改变，导致黑胡椒生长不良[20]。关于栝楼连作障碍的研究起步较晚，栝楼根际土壤微生物群落多样性及其对栝楼连作影响方面的研究較少。

本研究拟以非栝楼根际土壤为对照，以连作2年和连作4年的栝楼根际土壤样本为研究对象，检测不同土壤样本理化性质的变化，并利用16S和ITS高通量测序技术对栝楼根际土壤微生物群落多样性和群落结构进行系统分析，探讨连作对栝楼根际土壤微生物群落组成和多样性的影响，挖掘影响栝楼连作的微生物类群，以期为揭示栝楼连作障碍的成因及找到缓解方式提供技术支持。

1材料与方法

1.1供试材料

土壤采集地点位于江苏省淮安市高沟镇（34°01′N，119°20′E），采集时间为2020年10月。选取江苏省栝楼主栽品种皖蒌9号、皖蒌17号根际土壤作为研究对象，分别选择连作2年和连作4年的栝楼根际土壤进行取样，对照土壤样本为取样地块周边未耕作自然土壤。

1.2土壤样本采集

每个地块随机选取5个采样点，每个采样点选取3株植株，收集位于块根四周10～20 cm处的根系土壤以及附着在植株根系附近的土壤，随后将5个采样点的样本充分混合。每个栝楼品种选取2个地块进行取样，即每个连作时间采集4份土壤样本，共获得土壤样本12份，其中对照组（CK）4份，连作2年组（CC2）4份，连作4年组（CC4）4份。将每份土壤样本分成2份，分别用于土壤微生物测定和理化性质测定。

1.3土壤理化性质测定

土壤样本全氮含量利用凯氏定氮法测定，硝态氮含量利用双波长比色法测定，全磷、速效磷含量利用钼锑抗比色法测定，全钾、速效钾含量利用ICP-aes法测定，有机碳含量利用重铬酸钾容量法测定。利用电位测定法测定土壤pH值，利用比色法测定土壤阳离子交换量（CEC）。

1.4土壤细菌16S和真菌ITS高通量测序

土壤细菌16S和真菌ITS高通量测序由上海翰宇生物科技有限公司完成。对土壤样本进行基因组DNA抽提并利用1%琼脂糖凝胶电泳检验抽提DNA的质量浓度和纯度。利用Dual-barcode技术和Illumina PE250测序平台对样本进行文库构建和高通量测序。

1.5数据处理与分析

首先，根据条形码（Barcode）得到所有样本的有效序列，过滤read尾部质量值为20以下的碱基；其次，根据双末端测序（PE）reads之间的叠连关系，将成对的read拼接成一条序列，最小叠连长度为10 bp，拼接序列的叠连区允许的最大错配比为0.2；最后，根据首尾两端的条形码和引物区分样本，并调整序列方向，条形码允许的错配数为0，最大引物错配数为2。在此过程中，利用Usearch软件和Gold数据库，采用无参和有参结合的方式去除嵌合体。

将序列根据97%的相似性进行分类操作单元（OTU）划分，采用RDP classi fier贝叶斯算法对97%相似水平的OTU代表序列进行分类学分析。16S细菌比对数据库为Silva（Release138.1，http：//www.arb-silva.de），ITS真菌比对数据库为Unite（Release 8.2，http：//uni te.ut.ee/index.php）。使用97%相似度的OTU，利用Mothur软件做稀释性曲线分析；利用Bray-curtis算法进行样本间基于群落组成的层次聚类分析；利用R语言进行主成分分析（PCA），用Vegan软件包进行典型相关分析（CCA），利用ggplot2软件包作图。

2结果与分析

2.1连作对栝楼根际土壤理化性质的影响

对不同连作时间栝楼根际土壤样本理化性质进行测定，测定内容包括土壤全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、硝态氮含量以及土壤pH值和CEC。结果（表1）表明，连作2年组和连作4年组的栝楼根际土壤样本中速效钾、硝态氮含量显著高于对照，连作4年组的栝楼根际土壤样本中速效磷含量显著高于对照，但是不同连作时间栝楼根际土壤样本中的全氮、全钾之间没有显著差异。土壤有机碳是通过微生物作用形成的腐殖质、动植物残体和微生物体的合称，其含量大小具有指示土壤肥力的作用。统计结果显示，CC4有机碳含量显著低于CC2，说明随着连作时间的增加，土壤肥力已经开始下降。CEC可作为评价土壤保肥能力的正向指标。表1显示，土壤阳离子交换量随着连作时间的增加呈下降趋势，CC4栝楼根际土壤样本中的CEC较CK下降了7.51%。结合有机碳含量测定结果，说明随着连作时间的延长，栝楼根际土壤保肥能力逐渐下降。

2.2栝楼根际土壤微生物测序结果和多样性分析

2.2.1测序结果分析对不同连作时间栝楼根际土壤样本进行细菌16S和真菌ITS高通量测序，所有样本中共得到727 613个细菌有效序列，平均长度446.54 bp，覆盖度96.3%～98.9%；获得734 546个真菌有效序列，平均长度289.52 bp，覆盖度99.6%～99.9%（表2）。采用对序列进行随机抽样的方法，使用97%相似度的OTU进行稀释曲线分析。图1显示，土壤样本序列的稀释曲线逐渐趋于平缓，说明测序数据基本合理，测序深度包含了样本中绝大多数细菌和真菌类型，能够反应土壤中细菌和真菌的群落组成。

利用韦恩图对不同样本的OTU进行可视化分析，结果（图2）表明，CK、CC2、CC4的土壤样本中细菌OTU分别有7 278个、6 839个和7 212个，其中所有土壤样本共有的细菌OTU有4 285个，CK、CC2、CC4的土壤样本独有的细菌OTU分别为1 450个、980个和1 422个；CK、CC2、CC4的土壤样本中真菌OTU分别有1 355个、2 137个和2 045个，其中共有的真菌OTU有525个，CK、CC2、CC4的土壤样本独有的真菌OTU分别为528个、711个和653个。表明栝楼根际和连作时间对土壤微生物群落结构具有较大影响。

2.2.2α多样性分析比较微生物群落α多样性，利用Chao1指数指示菌群丰度，利用Shannon指数和Simpson指数指示菌群多样性，分析栝楼根际和连作时间对土壤微生物群落丰度和多样性的影响。细菌群落多样性分析结果（图3）表明，CK、CC2、CC4土壤样本细菌群落的Chao1指数值分别为5 666.7、5 402.6和5 713.5，Shannon指数分别为7.32、7.19和7.25，Simpson指数分别为0.001 67、0.001 93和0.001 73，样本间无明显差异。对真菌群落多样性进行分析，图3显示，Chao1指数最高为CC4，最低为CK；Shannon指数最高为CC4，最低为CK；Simpson指数最低的为CC4，最高为CK，说明连作4年的栝楼根际土壤真菌丰度和多样性最高，其次为连作2年栝楼根际土壤样本。以上结果表明栝楼连作会导致根际土壤真菌丰度和多样性大幅提高，但是对细菌群落的影响相对较小。

2.2.3β多样性分析图4显示，细菌群落主成分分析（PCA）中PC1和PC2这2个主成分的贡献率分别为19.6%和14.5%。CK土壤样本细菌群落组成结构与CC2、CC4存在明显差异，CC2和CC4的栝楼根际土壤样本细菌群落组成结构存在交集，说明栝楼根际会影响栝楼根际土壤细菌群落组成结构，但是连作时间对细菌群落组成结构影响相对较小。所有土壤样本中真菌群落PCA结果表明，PC1和PC2这2个主成分分析的贡献率分别为13.4%和12.1%，CK土壤样本真菌群落组成结构与CC2存在明显差异。与CK和CC2相比，CC4的4个样本之间的距离较大，说明群落结构差异较大。以上结果说明栝楼根际和连作时间会对栝楼根际土壤中真菌群落组成结构造成较大影响。

2.3栝楼根际土壤微生物群落结构分析

3种土壤样本中的细菌被归类为47个门、124个纲、301个目、495个科、1 025个属和1 693个种；真菌被归类为8个门、30个纲、80个目、164个科、321个属和605个种。

2.3.1不同土壤样本微生物门水平群落结构分析图5a显示，在所有样本细菌群落组成的47个门中，相对丰度达到5.0%以上的优势菌门依次为Proteobacteria（30.8%～34.1%）、Actinobacteriota（13.9%～22.8%）、Gemmatimonadota（10.0%～12.9%）、Bacteroidota（6.9%～9.9%）、Myxococcota（6.5%～8.9%）和Acidobacteriota（5.4%～7.7%）。与CK相比，CC2和CC4的栝楼根际土壤样本中Proteobacteria、Gemmatimonadota、Myxococcota和Acidobacteriota的相對丰度均下降，而Actinobacteriota的相对丰度逐渐增大。除了优势菌门，一些具有重要功能的细菌门，如Nitrospirota在CC2和CC4中的相对丰度与CK相比分别降低了3.5%和34.7%；CC4中Bacteroidota相对丰度与CK相比降低了17.9%，Chloroflexi相对丰度与CK相比降低了18.1%。

在所有样本真菌群落组成的8个门中，Ascomycota和未归类真菌门的相对丰度最高，其次是Mucoromycota、Basidiomycota、Chytridiomycota、Blastocladiomycota、Zoopagomycota和Olpidiomycota（图5b）。与CK相比，CC2和CC4的栝楼根际土壤样本中Ascomycota相对丰度分别减少了15.3%和21.2%，Blastocladiomycota相对丰度下降了83.8%和79.7%，其余真菌门相对丰度均明显增加，Mucoromycota相对丰度分别增加了1.88倍和3.08倍，Basidiomycota相对丰度分别增加了3.29倍和6.36倍，Chytridiomycota相对丰度分别增加了1.81倍和18.6%，Zoopagomycota相对丰度分别增加了2.12倍和4.51倍。此外，与CK相比，CC2和CC4的栝楼根际土壤样本中未归类真菌门的相对丰度也大幅增加，分别增加了34.5%和32.1%。以上结果表明，栝楼根际和连作使得栝楼根际微生物群落结构和组成发生了明显的变化，特别是对真菌群落的结构和组成影响更为明显。

2.3.2不同土壤样本微生物属水平群落结构分析所有样本共包含1 025个细菌属和321个真菌属。图6a显示，在1 025个细菌属中，相对丰度最高的10个细菌属分别为Gemmatimonadaceae、MND1、MB-A2-108_norank、Haliangium、MBNT15_norank、S0134 terrestrial group、NB1-j_norank、Ellin6067、Gaiella和67-14_norank。与CK相比，CC2、CC4栝楼根际土壤样本中Gemmatimonadaceae、Haliangium、S0134 terrestrial group细菌属相对丰度均下降；MB-A2-108_norank、NB1-j_norank、Gaiella和67-14_norank细菌属相对丰度均增加；MBNT15_norank相对丰度先增加后下降。对相对丰度最高的10个细菌属进行分析，与CC2相比，CC4栝楼根际土壤样本中除了MBNT15_norank和Ellin6067相对丰度下降，其余8个细菌属相对丰度均增加。此外，与CK相比，CC2和CC4非优势细菌属中有益细菌属Bryobacter的相对丰度分别下降了67.2%和57.4%；Steroidobacteraceae相对丰度分别下降了46.5%和48.7%；Nitrospira相对丰度分别降低了11.7%和15.1%。

图6b显示，在所有321个真菌属中，除去相对丰度最高的未归类真菌属，在CK土壤样本中相对丰度大于5%的优势真菌属依次为Zopfiella、Cercophora、Schizothecium和Podospora，而在CC2栝楼根际土壤样本中相对丰度大于5%的优势菌属依次为Lophotrichus、Stagonosporopsis、Mortierella、Dendrostilbella和Schizothecium，CC4栝楼根际土壤样本中相对丰度大于5%的优势菌属为Mortierella和Fusarium。与CK相比，CC2、CC4栝楼根际土壤样本的真菌群落结构已经发生了巨大变化，一些有害真菌属的相对丰度大幅增加，例如Stagonosporopsis的相对丰度分别增加了85.10倍和25.60倍，Rhizoctonia相对丰度分别增加了54.80倍和13.70倍，Colletotrichum相对丰度分别增加了4.82倍和6.00倍，Plectosphaerella相对丰度分别增加了21.00倍和11.50倍。以上结果表明，栝楼根际和连作明显影响根际土壤中细菌和真菌的丰度和结构，使得部分有益细菌属的相对丰度降低，而部分引起严重病害的真菌属相对丰度则大幅增加。

2.4土壤理化性质与土壤微生物群落结构和组成的关系对各个样本不同细菌属、真菌属与土壤理化性质进行典型相关分析（CCA），首先进行细菌属与土壤理化性质的典型相关分析，对CCA结果进行置换检验（置换次数为999），P=0.011，表明环境因子显著影响细菌物种分布。对每个环境因子进行检验，发现硝态氮含量（P=0.003）、pH值（P=0.026）、全磷含量（P=0.050）和速效磷含量（P=0.020）4个因素对栝楼根际土壤细菌分布具有显著影响。对真菌属与土壤理化性质进行典型相关分析，对CCA结果进行置换检验（置换次数为999），P=0.007，说明环境因子显著影响真菌物种分布。对每个环境因子进行检验，发现硝态氮含量（P=0.035）、速效磷含量（P=0.042）和CEC（P=0.001）3个因素对栝楼根际土壤真菌分布具有显著影响。图7显示，硝态氮含量、全磷含量和速效磷含量是栝楼根际土壤微生物群落多样性的主要影响因素；pH值、CEC是CK土壤微生物群落多样性的主要影响因素。

3讨论

许多与植物相关的微生物会对植物生长发育、营养吸收、病害以及产量产生深远的影响，这些微生物甚至被称为植物微生物组或者植物的另一个基因组[17]。同时，植物根系会对根际土壤的生物、理化性质产生影响[21]，这种影响会反馈于土壤微生物，从而影响他们的结构和活性[17]。连作会对土壤微生物群落产生巨大影响，包括影响微生物群落结构等，这种改变可能会导致土壤肥力下降，甚至导致严重的植物病虫害[15-16]。

本研究发现，栝楼连作障碍的产生与栝楼根际土壤真菌和细菌比例失衡、真菌结构发生巨大变化以及有害真菌相对丰度大幅增加紧密相关。与对照土壤样本相比，連作2年和连作4年的栝楼根际土壤样本中真菌OTU数目增加，而细菌OTU数量稍有下降。目前的研究结果表明，很多土壤细菌在植物生长过程中起重要的作用[17]，如变形菌门在土壤碳、氮、硫循环中均起着关键的作用[22]，放线菌具有分解纤维素和木质素的功能，同时还具有固氮和解磷作用[23-31]；大多数土壤真菌对于植物的生长是不利的[19-20]。因此，栝楼连作土壤样本中真菌丰度和多样性的提高，说明随着连作时间的增加，栝楼生存环境正在逐渐恶化。

在本研究中，连作的栝楼根际土壤微生物结构发生了变化，其中变化最为明显的是真菌群落结构。真菌群落结构变化包括一些有害真菌属相对丰度的大幅上升。相比对照土壤样本，连作2年和连作4年的栝楼根际土壤样本中Stagonosporopsis的相对丰度分别增加了85.10倍和25.60倍，该真菌属与葫芦科植物蔓枯病和菊科植物的射线枯萎病有关[32-33]；Rhizoctonia相对丰度增加了54.80倍和13.70倍，该菌属与烟草叶斑病和根腐病关联紧密[34]；Colletotrichum相对丰度分别增加了4.82倍和6.00倍，该菌属会引起植物炭疽病和枯萎病[35]；Plectosphaerella相对丰度分别增加了21.00倍和11.50倍，该菌属与作物根腐病紧密相关[36]。本研究结果表明，栝楼连作对栝楼根际土壤中真菌结构和多样性的影响非常明显，会导致栝楼根际土壤中真菌结构失衡，大量有害真菌相对丰度大幅提升，从而导致栝楼发生严重的病虫害。

除了有害真菌相对丰度的增加，一些有益菌相对丰度的下降，也与栝楼连作障碍具有一定的相关性。CC4中Bacteroidota和Chloroflexi等具有代谢营养物质和通过光合作用产能等功能的细菌门类[37-39]，相对丰度与对照相比也有不同程度的降低，说明栝楼连作土壤的代谢功能、产能等可能均受到了影响。硝化菌门的Nitrospira和Nitrosospira在土壤微生物的氮代谢中起着主导作用，也是响应缺氮胁迫的土壤微生物标志物[40-41]。在本研究中，连作2年和连作4年的栝楼根际土壤样本中Nitrospira相对丰度较对照土壤分别降低了11.7%和15.1%。该研究结果与土壤样本中氮含量的变化相反，说明栝楼可能面临着缺氮胁迫，而这种胁迫并不是土壤氮含量导致的，而是土壤中微生物氮素分解和利用能力降低所导致的。今后应将提高栝楼栽培土壤氮素分解和利用能力作为栝楼连作障碍缓解和土壤改良的目标之一。

栝楼根际土壤微生物群落组成和结构与土壤理化性质具有紧密的相关性。CCA结果表明，细菌群落组成和结构与硝态氮含量、全磷含量、速效磷含量和pH值紧密相关；真菌群落组成和结构与硝态氮含量、速效磷含量和CEC紧密相关。氮和磷在植物生长发育中具有非常重要的作用，同时也对土壤微生物群落多样性和群落结构具有深远的影响[42-43]。本研究结果表明，硝态氮含量、全磷含量和速效磷含量是栝楼根际土壤微生物群落多样性的主要影响因素；pH值、CEC是CK土壤微生物群落多样性的主要影响因素。本研究还发现，土壤pH值对细菌群落多样性影响明显高于真菌群落多样性，而CEC对真菌群落多样性影响高于细菌群落多样性。土壤pH值对土壤酶活性、土壤养分的释放和转运等均有影响，对植物的生长发育具有重要作用。由于适宜真菌生长的pH值范围较大（3.0～8.0），而适宜细菌生长的pH值范围则相对较小，因此pH值的改变对真菌群落多样性影响较小[44]。由于真菌的菌丝具有高结合阳离子能力，不同种类的真菌对阳离子吸附能力存在着较大的差异并且对作物和环境存在一定的依赖，因此土壤CEC的变化对于真菌群落的影响较大[45]。

在本研究中，连作2年和连作4年的栝楼根际土壤样本中真菌的组成和结构也存在着较大的差异，除了受到栝楼根际和连作时间的影响外，人为操作也是该现象产生的原因之一。由于栝楼连作3年以上就会出现病害严重和产量下降的现象，因此农民在栽培过程中会通过增施有机肥和增加农药施用量等措施来保证连作3年以上栝楼产量，从而导致本研究中土壤样本之间的较大差异。该现象说明栝楼根际土壤微生物菌落多样性是可以通过采取不同措施进行改变的。下一步将研究不同栽培措施、土壤养分、添加剂对土壤细菌和有害真菌丰度、多样性的影响，以期通过降低栝楼根际土壤有害微生物的相对丰度，提高有益微生物的相对丰度，从而缓解栝楼连作障碍。

4结论

栝楼连作会造成其根际土壤养分和理化性质发生变化。同时，根际微生物群落的多样性和结构也会发生巨大的变化，表现为一些有害真菌属（如Stagonosporopsis、Rhizoctonia和Colletotrichum）的相对丰度成倍增长，一些有益细菌门（如Bacteroidota、Chloroflexi和Nitrospirota等）的相对丰度下降，这可能是造成栝楼连作障碍和病虫害频发的原因之一。典型相关分析结果表明，硝态氮含量、全磷含量和速效磷含量是栝楼根际土壤微生物群落多樣性的主要影响因素；pH值、CEC是CK土壤微生物群落多样性主要影响因素。本研究结果揭示了栝楼连作障碍的产生可能是根际土壤微生物群落组成和丰度失衡，有害真菌大量积累导致的，可以为下一步缓解栝楼连作障碍提供技术支撑。

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（责任编辑：王妮）