孟令波，劉彤彤，張春怡，李淑敏*，高 宇，黃沛榮

棚室茄子不同栽培方式對土壤微生物多樣性的影響

孟令波1，劉彤彤2，張春怡2，李淑敏2*，高 宇2，黃沛榮2

（1.哈爾濱學(xué)院食品工程學(xué)院，哈爾濱 150086；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030）

棚室茄子栽培易出現(xiàn)連作障礙，致使土傳病害嚴(yán)重，產(chǎn)量下降。試驗(yàn)選取芥菜、油菜兩種十字花科作物與茄子輪作，旨在探討輪作模式對棚室茄子栽培連作土壤微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)影響。通過MiSeq測序分析表明，茄子/油菜輪作處理土壤細(xì)菌豐度、茄子/芥菜輪作處理土壤細(xì)菌多樣性顯著高于連作處理。聚類分析表明，茄子/油菜輪作和茄子/芥菜輪作土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與茄子連作和農(nóng)藥熏蒸處理不同，兩個(gè)輪作處理土壤中Flavobacteria等細(xì)菌為優(yōu)勢種，可改善根區(qū)土壤生態(tài)條件，促進(jìn)作物生長。真菌多樣性分析表明，兩個(gè)輪作處理土壤中真菌多樣性和豐度顯著降低，Chaetomium等腐生真菌數(shù)量增多，有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善連作土壤質(zhì)量，研究可為緩解棚室茄子連作障礙提供新思路。

輪作；十字花科作物；茄子；土壤微生物

茄子（Solanaceae melongena L.）是常見蔬菜作物，設(shè)施栽培中連作障礙嚴(yán)重[1]，導(dǎo)致土壤鹽漬化程度提高，土傳病害加劇，產(chǎn)量和品質(zhì)下降。土壤微生物組成和群落結(jié)構(gòu)是衡量土壤肥力重要指標(biāo)，病原菌難以在微生物多樣性高的土壤中生長、繁殖[2]。單一作物長期種植，土壤生物多樣性降低，有害微生物增加，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)較差，造成連作障礙[3]。生產(chǎn)中常用農(nóng)藥熏蒸土壤防治土傳病害，但破壞土壤微生物生態(tài)環(huán)境，易帶來農(nóng)藥殘留問題。尋找環(huán)境友好、防控土傳病害方法是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中亟需解決問題。

輪作是緩解連作障礙有效途徑之一，采取適當(dāng)輪作方式，可有效改善壤質(zhì)量，控制土傳病害發(fā)生[4]。Brown等研究表明，十字花科作物混入連作土壤，可增加土壤細(xì)菌多樣性，抑制有害菌生長、繁殖[5-6]。Radicetti等將十字花科蕓苔屬植物組織殘?jiān)┤胄←溙铮l(fā)現(xiàn)可減少土壤內(nèi)小麥全蝕病菌（Gaeu-mannomyces graminsis）數(shù)量[7]。Piccinini等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，芥菜、油菜等十字花科作物含有硫代葡萄糖苷，其降解產(chǎn)物異硫氰酸酯可殺死土壤中致病微生物，防控土傳病害[8]。此外，已從十字花科作物根際分離出農(nóng)桿菌（Agrobacterium）、芽孢桿菌（Bacillus）等有益菌株，可抑制土壤致病菌生長繁殖，促進(jìn)植物生長[9]。研究結(jié)果表明，芥菜、油菜等十字花科蔬菜可作為輪作作物，克服連作障礙。

黑龍江省作物生長季節(jié)短，輪作模式防控茄子連作障礙鮮見報(bào)道。十字花科蕓苔屬蔬菜中芥菜和油菜在北方秋季種植，生物量大且生長期短，采收期為40 d左右，易與茄子輪作。芥菜與連作茄子輪作可顯著控制茄子黃萎病發(fā)病率，提高產(chǎn)量[10]，但輪作后對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性影響尚不清楚。本試驗(yàn)選擇茄子與以上兩種作物輪作，研究輪作后與茄子連作土壤，比較土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)變化，為揭示輪作緩解茄子連作障礙機(jī)理，有效防控土傳病害提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試作物

供試茄子品種為“龍雜9號(hào)”茄子（Solanaceae melongena L.LongZa-9），由黑龍江省農(nóng)科院園藝分院茄子課題組提供；輪作十字花科作物為小花英芥菜（Brassica napiformis var.XiaoHua ying）、沃冠2號(hào)油菜（Brassica campestris L.WoGuan-2），種子購自黑龍江省農(nóng)科院園藝分院種子店；供試農(nóng)藥為50%多菌靈可濕性粉劑（2-benzo imidazole methyl carbamate）購自江蘇藍(lán)豐生物化工有限公司。

1.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)及供試土壤基礎(chǔ)肥力

試驗(yàn)地點(diǎn)為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院茄子課題組連作茄子12年大棚，土壤為黑鈣土。按照鮑士旦方法測定土壤基礎(chǔ)肥力[11]，分別為pH 6.95，有機(jī)質(zhì)20.31 g·kg-1，全氮1.41 g·kg-1，速效磷 127.3 mg·kg-1，速效鉀 190.1 mg·kg-1，硝態(tài)氮33.7 mg·kg-1。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，每處理3次重復(fù)，連作茄子處理（CN）、茄子-芥菜輪作處理（BFN）、茄子-油菜輪作處理（BFC）、化學(xué)農(nóng)藥處理（CF）。每小區(qū)為5 m（寬）×10 m（長），兩小區(qū)之間設(shè)置1 m間隔，以消除不同處理間影響。2015年8月18日種植芥菜和油菜，每個(gè)小區(qū)施氮150 kg·hm-2，鉀100 kg·hm-2，硫 30 kg·hm-2，分別以尿素、K2SO4和（NH4）2SO4肥料施入。播種45 d（2015年10月16日）后，將剩余芥菜（BFN）和油菜（BFC）植株切碎混入土壤，旋耕機(jī)作業(yè)在20 cm土層深度內(nèi)與土壤混合。CF處理區(qū)用50 g 50%多菌靈可濕性粉劑與土壤混勻，CN小區(qū)為連作茄子處理。各處理小區(qū)均灌水至75%田間持水量，用塑料膜覆蓋15 d后（2015年10月31日）；揭掉塑料膜，充分散濕后，每個(gè)小區(qū)內(nèi)，采用十字交叉法取0~20 cm耕層土壤樣品，立即置于冰盒內(nèi)，-80℃超低溫冰箱保存，用于土壤微生物多樣性測定。

1.2.2 土壤微生物多樣性測定

1.2.2.1 土壤DNA提取及PCR擴(kuò)增

用無菌鑷子把每個(gè)土壤樣品中植物根等雜物剔除，采用Fast DNA?Spin Kit for Soil（MP Bio medicals，U.S.A）試劑盒，提取每個(gè)樣品土壤微生物DNA（提取方法參照制造商說明書），利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提DNA。檢驗(yàn)合格后，將DNA提取物于-20℃條件儲(chǔ)存，用于PCR擴(kuò)增。

使用ABI GeneAmp?9700型PCR儀作PCR擴(kuò)增。PCR采用Trans Gen AP221-02：TransStart Fast-Pfu DNA Polymerase，20 μL反應(yīng)系統(tǒng)包括，4 μL 5×FastPfu Buffer，2 μL 2.5 mmol·L-1dNTPs，0.8 μL 正向引物（5 μmol·L-1），0.8 μL反向引物（5 μmol·L-1），0.4 μL FastPfu Polymerase，0.2 μLBSA，10.0 ng模板DNA，補(bǔ)ddH2O至20 μL。按指定測序區(qū)域，合成帶有barcode的特異引物，對細(xì)菌16S rRNA V3-V4區(qū)域PCR擴(kuò)增，引物為338F（5'-ACTCCT ACGGGAGGCAGCA-3'）與 806R（5'-GGACTACHVG GGTWTCTAAT-3'）；真菌引物為ITS1F（5'-CTTGG TCATTTAGAGGAAGTAA-3'）與 ITS2-2043R（5'-GCG CGTTCTTCATCGATGC-3'）。PCR反應(yīng)參數(shù)：95 ℃3min后擴(kuò)增循環(huán)30次，每循環(huán)95℃30s，55℃30s，72℃45 s，循環(huán)結(jié)束后于72℃5 min，10℃5 min結(jié)束反應(yīng)。每個(gè)樣本3個(gè)重復(fù)，將同一樣本PCR產(chǎn)物混合后用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測，使用Axy-PrepDNA凝膠回收試劑盒（AXYGEN公司）切膠回收PCR產(chǎn)物，Tris-HCl洗脫；2%瓊脂糖電泳檢測。

1.2.2.2 Illumina MiSeq測序

參照電泳初步定量結(jié)果，采用QuantiFluorTM-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng)（Promega公司）定量檢測PCR產(chǎn)物，按照每個(gè)樣本測序量要求混合。構(gòu)建Illumina PE文庫，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法使用Illumina MiSeq測序儀（美國/Illumina）對質(zhì)檢合格文庫測序，并將原始讀數(shù)存入NCBI序列閱讀存檔數(shù)據(jù)庫，由上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司完成。

1.2.2.3 測序數(shù)據(jù)生物信息分析

原始fastq文件，由QIIME（版本1.17）質(zhì)量過濾。通過UPARSE（版本7.1 http://drive5.com/uparse/）軟件生物信息統(tǒng)計(jì)分析獲得操作分類單元（OTU），優(yōu)化序列提取非重復(fù)序列，去除非重復(fù)單序列，按照97%相似性對非重復(fù)序列（不含單序列）作OTU聚類，聚類過程去除嵌合體，得到OTU代表序列，將優(yōu)化序列map至OTU代表序列，選出與OTU代表序列相似性97%以上序列，生成OTU表格。采用RDP classifier貝葉斯算法對97%相似水平OTU代表序列作分類學(xué)分析，在各水平（domain，kingdom,phylum,class,order,family,genus,species）統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣品群落組成，16s細(xì)菌和細(xì)菌核糖體選擇silva數(shù)據(jù)庫，ITS真菌選擇Unite真菌數(shù)據(jù)庫，軟件及算法為Qiime平臺(tái)與RDP Classifier（http://sour ceforge.net/projects/rdpclassifier/），置信度閾值為0.7。利用Mothur軟件（版本1.30.1）創(chuàng)建Rarefaction數(shù)據(jù)，分析微生物豐富度指數(shù)Chao和ACE，多樣性指數(shù)Simpson和Shannon，指數(shù)評估的OTU相似水平為97%。

以SPSS統(tǒng)計(jì)軟件（IBM SPSS Statistics 19）和Excel作數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。差異顯著性水平設(shè)為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 PCR擴(kuò)增電泳檢測

對4個(gè)處理12個(gè)樣品PCR擴(kuò)增后瓊脂糖電泳檢測發(fā)現(xiàn)，PCR產(chǎn)物目的條帶正確，濃度合適，開展后續(xù)試驗(yàn)（見圖1）。

2.2 土壤測序深度情況分析

測序4個(gè)處理12個(gè)土壤細(xì)菌樣本，共檢測到55129條序列片段，獲得15 496個(gè)OTU，處理間差異不顯著（見表1）；通過基因庫比對發(fā)現(xiàn)，序列包括39門，92綱，201目，386科，741屬，1 485種。對4個(gè)處理12個(gè)土壤真菌樣本測序，共檢測39 740條序列片段，獲得1 524個(gè)OTU，連作茄子處理（CN）低于其他處理（見表1）；通過基因庫比對發(fā)現(xiàn)，序列包括8門，25綱，65目，120科，248屬，413種。

圖1 PCR擴(kuò)增電泳檢測結(jié)果Fig.1 Electrophoretic detection results of PCR amplification

表1 茄子輪作和連作處理下根區(qū)土壤樣本群落豐富度與多樣性指數(shù)Table 1 Soil Community richness and diversity index of soil samples in eggplant rotation and continous eggplant planting treatments

對所測序列隨機(jī)抽樣，使用97%相似度OTU，利用mothur稀釋性分析，R語言工具制作稀釋性曲線（見圖2）[12]，顯示細(xì)菌和真菌稀釋性曲線均趨向平坦，說明測序數(shù)據(jù)量合理，更多數(shù)據(jù)量僅產(chǎn)生少量新OTU。

2.3 土壤微生物豐度和多樣性指數(shù)變化

Ace和Chao值是估計(jì)群落中OUT數(shù)目指數(shù)，可表示微生物群落豐度；Simpson和Shannon值是估算樣本中微生物多樣性指數(shù)，Shannon指數(shù)越大，表示物種多樣性越小，個(gè)體分配越不均勻；Simpson指數(shù)則反之[13-14]。

通過表1可知，CF處理（化學(xué)農(nóng)藥處理）細(xì)菌Ace指數(shù)最小，說明農(nóng)藥消毒使土壤細(xì)菌豐度下降；BFN處理（茄子-芥菜輪作處理）Shannon指數(shù)最小，說明芥菜輪作后土壤細(xì)菌多樣性水平上升，細(xì)菌種類分配均勻。真菌測定指數(shù)表明，Ace和Chao指數(shù)在4個(gè)處理之間無顯著差異，說明不同處理土壤真菌豐富度無顯著差異變化。CN（連作茄子處理）Shannon指數(shù)最小，Simpson指數(shù)最大，與其他三個(gè)處理比較均差異顯著，說明連作土壤真菌種類最多，有益真菌菌種優(yōu)勢不明顯；茄子-芥菜輪作處理（BFN）真菌Shannon指數(shù)顯著低于化學(xué)農(nóng)藥（CF）和油菜輪作處理（BFC），Simpson指數(shù)高于CF和BFC處理，說明芥菜-茄子輪作對連作土壤部分種類真菌產(chǎn)生抑制作用，但相對農(nóng)藥處理保持一定土壤真菌多樣性豐度。

圖2 茄子輪作和連作處理下根區(qū)土壤樣本細(xì)菌（Ⅰ）、真菌（Ⅱ）稀釋性曲線圖Fig.2 Bacterial(Ⅰ)and fungal(Ⅱ)rarefaction curves of eggplant rotation and continous cropping treatments

綜上分析可知，芥菜輪作對連作土壤微生物有較大影響，芥菜殘?bào)w混入土壤初期對一些種類真菌有抑制作用。同時(shí)，可保持真菌多樣性豐度，提高土壤細(xì)菌多樣性水平，使細(xì)菌種類分配更加均勻。

2.4 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化

2.4.1 細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化

由圖3可知，處理土壤共有30個(gè)優(yōu)勢細(xì)菌，主要菌屬包括：Flavobacterium（黃桿菌屬）、Subgroup_6_norank、Anaerolineaceae_uncultured（厭氧繩菌屬）、Arthrobacter（節(jié)桿菌屬）、Pseudomonas（假單胞菌屬）、Bacillus（芽孢桿菌屬）等。對不同處理細(xì)菌種類聚類分析發(fā)現(xiàn)，連作（CN）和農(nóng)藥處理（CF）土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相似，芥菜輪作處理（BFN）細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與其他處理不同。在農(nóng)藥（CF）和連作處理（CN）中，F(xiàn)lavobacterium（黃桿菌屬）相對豐度極低，分別占0.14%和0.08%；而在油菜輪作（BFC）和芥菜輪作處理（BFN）中，F(xiàn)lavobacterium（黃桿菌屬）占5.04%和12.94%。芥菜輪作處理（BFN）黃桿菌屬相對豐度是CN處理161.75倍。連作處理（CN）Anaerolineaceae_uncultured（厭氧蠅菌屬）相對豐度值（3.44%）顯著高于芥菜輪作處理（BFN）相對豐度值（1.29%），前者是后者2.67倍。Arthrobacter（節(jié)桿菌屬）在CF處理中表現(xiàn)明顯優(yōu)勢，其相對豐度值為3.74%；輪作處理（BFC、BFN）較CN處理相應(yīng)增加。BFN和BFC處理Pseudomonas（假單胞菌屬）相對豐度為5.99%和1.34%，與CN處理（0.41%）相比增加顯著，增加比為5.58%與0.93%。

以上分析可知，在芥菜輪作處理（BFN）下，連作土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化顯著，土壤細(xì)菌多樣性和有益細(xì)菌豐度的增加優(yōu)于油菜輪作處理（BFN）與農(nóng)藥處理（CF）。

2.4.2 真菌群落結(jié)構(gòu)變化

由圖4可知，處理土壤中共有21種優(yōu)勢真菌菌屬，主要包括：Mortierella（被孢霉屬）、Chaetomium（毛殼菌屬）、Chaetomiaceae_unclassified、Sordariomycetes_unclassified（糞殼菌屬）、Cladosporium（枝孢霉屬）、Alternaria（鏈格孢屬）。CN與CF處理真菌群落被聚為一組，BFC與BFN處理真菌群落被聚為一組，說明輪作處理有相似土壤真菌群落結(jié)構(gòu)。BFC、BFN、CF處理土壤Mortierella（被孢霉屬）相對豐度值較低，尤其是CF處理（15.99%）比CN處理（39.94%）降低23.957%。Chaetomium（毛殼菌屬）相對豐度BFC處理為11.72%，BFN處理為13.88%，顯著低于CF處理（20.70%），在CN處理中該菌屬消失；Chaetomiaceae_unclassified相對豐度值BFN處理為8.11%，顯著低于CF處理（11.23%），但顯著高于CN處理。Sordariomycetes_unclassified（糞殼菌屬）BFN和BFC處理為優(yōu)勢菌群，相對豐度值為8.46%和8.07%，而CF處理僅為1.87%。

說明在連作處理下，連作土壤真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，Mortierella（被孢霉屬）等菌屬相對豐度值下降，Sordariomycetes_unclassified（糞殼菌屬）相對豐度值提高，芥菜輪作處理（BFN）提高幅度高于油菜輪作（BFC）。

圖3 茄子連作和輪作處理土壤主要細(xì)菌種類（屬）和相對豐度變化Fig.3 Relative read abundance of different bacterial community structures at the genus level in eggplant rotation and continous eggplant planting treatments

圖4 茄子連作和輪作處理土壤主要真菌種類（屬）和相對豐度變化Fig.4 Relative read abundance of different fungi community structures at the genus level in eggplant rotation and and continous eggplant planting treatments

3 討論

土壤微生物組成和群落結(jié)構(gòu)是衡量土壤質(zhì)量重要指標(biāo)[2]，長期種植單一作物，根際土壤微生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)[15]、土壤養(yǎng)分失衡[16]、土壤微生物多樣性降低、有害微生物增加、微生物群落結(jié)構(gòu)改變[3]。輪作可有效調(diào)節(jié)土壤微生物區(qū)系，增加微生物群落多樣性和穩(wěn)定性，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，減輕甚至克服作物連作障礙[17]。本試驗(yàn)通過MiSeq高通量測序技術(shù)測定不同輪作和茄子連作處理土壤細(xì)菌和真菌多樣性，Illumina MiSeq測序整合引物，利用大量高質(zhì)量序列數(shù)據(jù)表征多個(gè)微生物群落，可準(zhǔn)確檢測土壤微生物種類和群落結(jié)構(gòu)變化。本試驗(yàn)研究表明，十字花科作物與茄子輪作并結(jié)合生物熏蒸可提高土壤細(xì)菌豐富度和多樣性，改善連作土壤生態(tài)環(huán)境。小麥/玉米/大豆輪作[18]、黃瓜/大麥輪作[19]、滁菊/小麥輪作[20]等試驗(yàn)表明合理輪作模式可改善土壤微生物結(jié)構(gòu)，與本文研究結(jié)果一致。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，BFN處理細(xì)菌群落多樣性最高，CN處理細(xì)菌多樣性最低；而真菌多樣性則相反，CN處理最高，BFN處理最低（見表1）。在大棚茄子栽培中，芥菜、油菜與茄子輪作處理（BFN和BFC處理）明顯改變連作茄子土壤細(xì)菌豐富度和多樣性，增加土壤細(xì)菌多樣性，降低土壤中真菌多樣性。Kintché研究指出，連作使土壤微生物種群比例失衡，由高肥“細(xì)菌型”向低肥“真菌型”轉(zhuǎn)化，增加致病性真菌，病蟲害加劇[3]。本試驗(yàn)中，茄子通過與2種十字花科蔬菜輪作改變土壤微生物多樣性，降低真菌多樣性，可緩解連作障礙。

本試驗(yàn)于12個(gè)樣品中鑒定出30個(gè)優(yōu)勢細(xì)菌屬（見圖3）。4種處理中細(xì)菌屬豐富度存在差異。例如，CF和CN處理中檢測到Flavobacteria（黃桿菌屬）豐度值較低，而BFC和BFN中卻是優(yōu)勢菌，分別占5.04%和12.94%。在有機(jī)質(zhì)含量高的土壤中Flavobacteria生長迅速。BFC和BFN處理可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，輪作處理土壤Flavobacteria豐度顯著高于CF和CN非輪作處理。應(yīng)益昕發(fā)現(xiàn)，Actinomycetes和Pseudomonas等細(xì)菌種屬在土壤中可抑制土傳病原體繁殖，克服連作導(dǎo)致的土傳病害和土壤酸化等弱化作用[21]。Pseudomonas（假單胞菌屬）作為一種拮抗劑，可抑制許多植物病原體并促進(jìn)植物生長[22]。BFN處理Pseudomonas豐度（5.99%）顯著增高，比CN處理（0.41%）增加5.58%，BFC處理（1.34%）略增加0.97%。本試驗(yàn)結(jié)果表明，十字花科蔬菜與茄子輪作后，土壤有益細(xì)菌豐度增加，抑制連作茄子土傳病害發(fā)生。Arthrobacter（節(jié)桿菌屬）是一類廣泛存在于土壤中的放線菌，具有高效降解有機(jī)污染物功能，CF處理中較多，可能與農(nóng)藥消毒誘導(dǎo)其繁殖，提高在土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)中豐度有關(guān)[23]。BFC和BFN處理Paenisporosarcina和Aeromicrobium豐度較CN處理顯著降低，其中Aeromicrobium菌體可產(chǎn)生抗生素，損害環(huán)境中細(xì)菌多樣性。由此推斷，作物輪作體系中有害微生物豐度相對減少。

與十字花科作物輪作后，不僅土壤細(xì)菌群落發(fā)生變化，同樣真菌群落結(jié)構(gòu)也顯著改變。在MiSeq高通量測序中共鑒定出21個(gè)真菌菌屬（見圖4）。其中，Sordariomycetes_unclassified（糞殼菌屬）、Humicola（腐質(zhì)霉屬）等腐生真菌，在輪作處理中較多。Chaetomiaceae_unclassified和Chaetomium（毛殼菌屬）在BFN、BFC處理中豐度增加。Brown發(fā)現(xiàn)谷物、大麥等種子被毛殼菌和螺卷毛殼菌（C.cichliodes）侵染后，作物幼苗可免受鐮刀菌傷害[24]。毛殼菌屬在降解木質(zhì)素，纖維素，酚酸和秸稈等方面優(yōu)勢顯著[25]。Sordariomycetes_unclassified（糞殼菌屬）可分解土壤、糞便、落葉與腐爛木材。Alternaria（鏈格孢菌屬）在BFN處理中較高，木霉屬和鏈格孢菌屬，可促進(jìn)植物生長[26]。在真菌群落中，輪作處理顯著增加腐生菌種類，可分解土壤有機(jī)質(zhì)，有助作物吸收有機(jī)碳等。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，茄子與芥菜輪作后對真菌多樣性影響較大，可能是由于芥菜中含有較高硫甙葡萄糖苷，施入土壤初期，硫苷降解產(chǎn)物異硫氰酸酯殺菌作用降低該處理（BFN）土壤致病真菌，同時(shí)也說明芥菜對土壤具消毒作用。李淑敏等研究發(fā)現(xiàn)，利用十字花科蕓薹屬蔬菜熏蒸大棚茄子連作土壤，可改善連作土壤理化性質(zhì)，提高茄子產(chǎn)量，有效抑制茄子黃萎病發(fā)生[10]。吳鳳芝等研究指出，不同作物根系分泌物直接影響土壤微生物種類和數(shù)量，使連作病原菌失去寄主或適宜生存環(huán)境，減輕土傳病害發(fā)生[27]。本試驗(yàn)進(jìn)一步證明芥菜熏蒸可緩解茄子連作障礙，但不同十字花科植物與茄子輪作對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響不同。十字花科植物中不同硫甙葡萄糖苷降解產(chǎn)物對土壤細(xì)菌和真菌作用機(jī)理，尚需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

芥菜與茄子輪作，在芥菜混入土壤初期增加土壤細(xì)菌多樣性并降低真菌多樣性，土壤微生物群落由真菌型向細(xì)菌型轉(zhuǎn)變；土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，輪作后土壤內(nèi)有益細(xì)菌豐度增加，說明芥菜與茄子輪作可緩解茄子連作障礙，有效防控茄子土傳病害。

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Effect of different eggplant cultivated patterns on soil microbial diver-sity in greenhouse/

MENG Lingbo1,2,LIU Tongtong2,ZHANG Chunyi2,LI Shumin2,GAO Yu2,HUANG Peirong2
(1.School of Food Engineering,Harbin University,Harbin 150086,China;2.School of Resources and Environment,NortheastAgricultural University,Harbin 150030,China)

Eggplant cultivation in greenhouse is prone to causing continuous cropping obstacles which lead to soil borne diseases seriously and yield declined.In this experiment,two kinds of cruciferous crops(mustard and rapeseed)were selected to rotate with eggplants in greenhouse,which aimed to discover effects of this cropping rotation patterns on soil microbial diversity and community structure.MiSeq sequencing analysis results showed that the bacterial abundance in eggplant/rape rotation treatment and the bacterial diversity in eggplant/mustard rotation treatment were significantly higher than those in continuous cropping.MiS cluster analysis showed that bacterial community structure in eggplant/rapeseed and eggplant/mustard rotations treatments was very different from continuous eggplant cropping and pesticide fumigation.SoilFlavobacteriawas dominant species in these two rotation patterns that played important function in improving soil fertility and facilitating crop growth.Soil fungal diversity abundance decreased significantly in these two rotations patterns through MiS fungi cluster analysis,while the number ofChaetomiumand other saprophytic fungi increased,which was beneficial to improve content of soil organic matter and soil quality.Cruciferous crops rotated with eggplant could improve soil microbial diversity and the micro ecological environment.Compared with pesticide fumigation,it was an effective green and environmentally friendly method to solve the continuous cropping obstacle of eggplant.These research results provided new ideas to alleviate eggplant continuous cropping obstacle in sustainable production.

rotation;cruciferous crop;eggplant;soil microorganism

S641.1；S344；S154

A

1005-9369（2017）11-0018-08

時(shí)間2017-12-7 12:33:46 [URL]http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20171207.1233.004.html

孟令波,劉彤彤,張春怡,等.棚室茄子不同栽培方式對土壤微生物多樣性的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2017,48(11):18-25.

Meng Lingbo,Liu Tongtong,Zhang Chunyi,et al.Effect of different eggplant cultivated patterns on soil microbial diversity in greenhouse[J].Journal of Northeast Agricultural University,2017,48(11):18-25.(in Chinese with English abstract)

2017-08-30

黑龍江省博士后科研啟動(dòng)基金（LBH-Q16140）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201503109）；黑龍江省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(C2015016)

孟令波（1970-），男，副教授，博士，研究方向?yàn)橥寥牢⑸?。E-mail:menglingbo2004@126.com

*通訊作者：李淑敏，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樽魑餇I養(yǎng)與施肥。E-mail:lishumin113@126.com