趙存鵬，郭寶生，劉素恩，王兆曉，耿 昭，王凱輝，耿軍義

(河北省農(nóng)林科學(xué)院 棉花研究所，農(nóng)業(yè)部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家棉花改良中心河北分中心，河北 石家莊 050051)

棉花是我國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。河北省中南部黑龍港流域地區(qū)是我國(guó)黃河流域棉花生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)區(qū)域，但由于作物結(jié)構(gòu)相對(duì)單一、重茬連作現(xiàn)象非常嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤速效養(yǎng)分含量下降，理化性狀變差，土壤酶活性降低，微生物群落結(jié)構(gòu)失衡[1-2]，從而使棉花體內(nèi)的各種酶活性改變，生長(zhǎng)發(fā)育受阻，枯黃萎病和棉鈴疫病快速蔓延，產(chǎn)量和纖維品質(zhì)都受到了影響。

微生物是土壤中重要的有機(jī)體系，具有調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的養(yǎng)分循環(huán)，維持土壤中的碳氮循環(huán)，分解有機(jī)廢棄物等作用[3]。根系分泌物對(duì)微生物具有選擇作用，連作土壤可使微生物的物種多樣性和功能多樣性水平降低，給植物病原微生物生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造了條件，并通過(guò)富集，使土傳病害加重[4-5]。不同的種植模式可以通過(guò)對(duì)土壤的理化性質(zhì)、微生物的環(huán)境條件和作物間化感作用來(lái)改變土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和功能[6]，土壤的群落特征比土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分含量等理化性狀能更敏感地對(duì)土壤的變化做出響應(yīng)[7]。利用輪作的種植模式在大豆、馬鈴薯、黃瓜等作物上均發(fā)現(xiàn)土壤中的微生物活性有了明顯的改善[5，8-11]。

隨著近年來(lái)水利條件的逐步改善，冀中南棉區(qū)具備了種植糧食作物的條件，華北地區(qū)的光熱條件充足為棉花-小麥-玉米糧棉輪作兩年三熟提供了生態(tài)條件。合理倒茬輪作有利于提高該區(qū)域土壤生產(chǎn)能力，提高棉花的生物學(xué)產(chǎn)量及籽棉產(chǎn)量[12]，因此，在河北省中南部傳統(tǒng)連作棉區(qū)發(fā)展糧棉輪作兩年三熟種植模式，有利于提高復(fù)種指數(shù)，在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定棉花生產(chǎn)的同時(shí)，大幅度提高河北省糧食的增產(chǎn)能力。

本研究為了提高傳統(tǒng)棉區(qū)糧棉綜合生產(chǎn)能力，開展了在連作棉田、棉花-小麥-玉米兩年三熟輪作種植模式下，土壤養(yǎng)分和微生物的變化研究，以期為冀中南連作棉田合理倒茬輪作、提高土壤產(chǎn)出率提供理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)地在河北省南宮市棉花原種場(chǎng)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行，該試驗(yàn)點(diǎn)地理位置為37°16′N，115°26′E，屬黃河沖積平原，地勢(shì)平坦，海拔為30 m左右。土壤類型為潮土。屬溫暖帶亞濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)型氣候區(qū)，年平均氣溫13.1 ℃，無(wú)霜期203 d，年日照時(shí)數(shù)2 472 h，年平均降雨量476 mm。

試驗(yàn)點(diǎn)自1976年成立以來(lái)，試驗(yàn)地及周邊一直以種植棉花為主，特別是轉(zhuǎn)Bt基因棉花推廣以來(lái)，試驗(yàn)地在試驗(yàn)前的近20年間種植的均為抗蟲棉。試驗(yàn)設(shè)有2個(gè)處理，即連作模式的棉田和糧棉輪作的小麥田、玉米田。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)70 m，寬10 m，面積為700 m2。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。播種前一次施用復(fù)合肥為底肥，用量為N 225 kg/hm2，P2O5120 kg/hm2，K2O 180 kg/hm2。棉花蕾鈴期(玉米播種時(shí))追施N 150 kg/hm2。

試驗(yàn)自2013年開始，連作棉田于每年4月下旬播種棉花，10月下旬收獲；糧棉輪作兩年三熟試驗(yàn)則是在收獲棉花后，馬上整地播種冬小麥，2014年6月收獲小麥播種玉米，2015年4月再種植棉花。種植棉花品種為冀2658，小麥品種為邢麥7號(hào)，玉米品種為聯(lián)創(chuàng)808。各種作物栽培管理按照相應(yīng)的品種要求進(jìn)行，作物秸稈均做還田處理。

1.2 樣品采集與處理

分別于2016年4月(連作棉田整地施用底肥后棉花播種前)、6月(玉米播種后)、8月(棉花花鈴期)、10月(作物收獲后)采集地下5～25 cm耕層的土樣，每個(gè)小區(qū)采用Z字形取土法取8點(diǎn)，8點(diǎn)土樣混勻剔除植物殘?bào)w，用四分法保留500 g左右，一部分土樣自然攤晾，風(fēng)干后過(guò)2 mm 篩用于土壤養(yǎng)分測(cè)定，另一部分鮮土樣保存于-80 ℃冰箱中，用于微生物多樣性分析，為了方便測(cè)序和數(shù)據(jù)分析將連作棉田標(biāo)為字母MIANH，4，6，8，10月分別標(biāo)為MIANH1、MIANH2、MIANH3和MIANH4；糧棉輪作模式土壤則標(biāo)為XIAOM，4，6，8，10月分別標(biāo)為XIAOM1、XIAOM2、XIAOM3和XIAOM4。

1.3 土壤養(yǎng)分測(cè)定

土壤全氮的測(cè)定采用凱氏定氮法；土壤速效磷的測(cè)定采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；土壤速效鉀的測(cè)定采用乙酸銨浸提-原子吸收火焰光度計(jì)法[13]。

1.4 土壤總DNA的提取和測(cè)定

使用美國(guó)MPBIO公司的FastDNA SPIN Kit for Soil試劑盒，依照試劑盒說(shuō)明提取土壤總DNA。提取后的DNA溶液用超微量紫外分光光度計(jì)測(cè)定其純度和濃度，濃度>50 ng/μL的樣品在0.8%的瓊脂糖凝膠電泳后檢查片段是否完整，檢查合格后存放在-80 ℃冰箱保存待測(cè)序。將凍存的土壤總DNA樣品干冰包裝送至北京百邁客生物科技有限公司，應(yīng)用Illumina HiSeq 2500平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

測(cè)序完成后對(duì)原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)QIIME軟件進(jìn)行拼接[14]，將拼接得到的序列進(jìn)行質(zhì)量過(guò)濾[15]，并去除嵌合體[16]，得到高質(zhì)量的Tags序列。利用物種分類的 OTU(Operational taxonomic units)，在相似性97%的水平上對(duì)序列進(jìn)行聚類[17]，以測(cè)序所有序列數(shù)的0.005%作為閾值過(guò)濾OTU[18]。

物種注釋采用RDP Classifier[19]，置信度閾值為0.8(http：//sourceforge.net/projects/rdp-classifier/)。利用的數(shù)據(jù)庫(kù)為真菌 ITS：Unite[20](Release 7.0,http://unite.ut.ee/index.php)。

微生物多樣性分析采用alpha指數(shù)分析和Beta多樣性分析。利用Mothur軟件(v1.30)進(jìn)行alpha分析[21]；基于R語(yǔ)言平臺(tái)繪制樣本主成分分析、主坐標(biāo)分析以及環(huán)境因子與樣本組成相關(guān)性分析。組間差異顯著性分析采用LefSe (http：//huttenhower. sph.harvard.edu/lefse/)分析尋找在所有組間具有顯著性差異的物種(LDA值為4.0)，再利用Metastats (http://metastats.cbcb.umd.edu/)對(duì)組間的物種豐度數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)得到P值，并對(duì)P值進(jìn)行校正得到q值；最后根據(jù)P值(或q值)篩選出導(dǎo)致2組樣品組成差異的物種。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式下土壤養(yǎng)分變化

通過(guò)不同時(shí)期對(duì)不同種植模式試驗(yàn)區(qū)土壤取樣分析表明，由于周年生產(chǎn)土地上作物生育期變化和作物類型變化及田間施肥澆水的變化，土壤中氮、磷、鉀的含量處于動(dòng)態(tài)變化之中。在棉花和玉米收獲時(shí)，不同種植模式下，土壤中氮、磷、鉀類營(yíng)養(yǎng)元素的殘留，更能反映出輪作后土壤養(yǎng)分變化趨勢(shì)。截止到10月下旬輪作結(jié)束后，輪作模式土壤全氮、速效磷殘留含量比連作棉田顯著增加，而速效鉀則差異不顯著(表1)。此外，糧棉輪作模式的土壤中在8月的全氮、速效磷、速效鉀含量顯著高于棉花連作的地塊，可能是由于小麥秸稈還田增加了土壤中養(yǎng)分的含量，速效鉀在全年的差異主要為棉花對(duì)鉀肥的需求量大于小麥、玉米對(duì)鉀肥的需求。根據(jù)分析不同輪作制度下土壤養(yǎng)分的殘留量認(rèn)為，棉花-小麥-玉米兩年三熟輪作模式下，種植小麥、玉米后，可減少接茬棉花鉀肥施用量。

表1 不同種植模式下各樣地土壤養(yǎng)分含量Tab.1 The condition of soil nutrient under different cotton planting patterns

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列數(shù)值后不同字母表示處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。表2-3，6同。

Note：Data areX± s; Values followed by different letters in a row are significant among treatments at the 0.05 level. The same as Tab.2-3,6.

2.2 不同種植模式下土壤真菌測(cè)序結(jié)果及OTU分析

本研究24個(gè)樣品測(cè)序共獲得1 631 343條有效序列，平均每個(gè)樣品的測(cè)序深度為67 973條有效序列。在97%的相似度水平下，通過(guò)聚類得到各樣品的OTU個(gè)數(shù)，OTU越多，則證明菌群的多樣性越大。糧棉輪作模式下真菌群落的多樣性較棉花連作模式下豐富，OTU個(gè)數(shù)分別為783，750個(gè)。2種模式共有的相似菌群為693個(gè)，糧棉輪作模式土壤有90個(gè)特有菌群，棉花連作土壤有特有菌群57個(gè)。表2為各組各時(shí)期的測(cè)序結(jié)果，從表中可以得到連作棉田進(jìn)行輪作后能夠增加土壤微生物菌群數(shù)量，特別是在6月，小麥?zhǔn)斋@后，糧棉輪作的土壤微生物多樣性明顯大于棉花連作的土壤，為全年微生物最為活躍的時(shí)間點(diǎn)。

表2 不同種植模式下土壤真菌測(cè)序結(jié)果Tab.2 The results of fungi sequencing of soil under different cotton planting patterns

2.3 不同種植模式對(duì)土壤真菌的Alpha多樣性的影響

2種種植模式下，土壤真菌的Alpha多樣性指數(shù)存在明顯的差異(表3)。多樣性指數(shù)Shannon僅在6月棉花連作和糧棉輪作模式中差異達(dá)到顯著水平，其他時(shí)間在2種種植模式中差異均不顯著。6月的糧棉輪作模式中的ACE指數(shù)和Chao1指數(shù)均顯著高于棉花連作模式中的指數(shù)，同時(shí)糧棉輪作模式中Shannon指數(shù)又顯著低于棉花連作模式中的指數(shù)，這主要是由于在小麥?zhǔn)斋@后，玉米剛播種，試驗(yàn)田真菌的多樣性較大，但個(gè)體間的分配很不均勻造成的，說(shuō)明種植作物的改變直接影響著真菌的種類和數(shù)量的變化。通過(guò)分析土壤養(yǎng)分與真菌群落的個(gè)數(shù)及Alpha多樣性指數(shù)的Pearson相關(guān)性(表4)可以得知，OTU數(shù)與土壤全氮、速效鉀的含量具有顯著相關(guān)性，Alpha多樣性指數(shù)也與土壤全氮、速效鉀的含量具有顯著相關(guān)性。

表3 不同種植模式下土壤中微生物 Alpha 多樣性指數(shù)分析Tab.3 Alpha diversity index of soil fungi under different cotton planting patterns

表4 OTU個(gè)數(shù)、Alpha多樣性指數(shù)與土壤化學(xué)性質(zhì) Pearson 相關(guān)性分析Tab.4 Pearson correlation coefficients between OTU number，Alpha diversity index and soil chemical

注：*. 0.05 水平具有顯著相關(guān)性。

Note：*.Correlation is significant at the 0.05 level.

2.4 不同種植模式對(duì)土壤真菌群落組成的影響

將OTU的代表序列與微生物參考數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)可得到每個(gè)OTU對(duì)應(yīng)的物種分類信息，進(jìn)而在各個(gè)水平上統(tǒng)計(jì)各樣品群落的組成。圖1為2個(gè)種植模式下不同時(shí)間點(diǎn)土壤真菌微生物門水平的組成，主要包括子囊菌門(Ascomycota)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota)、接合菌門(Zygomycota)、壺菌門(Chytridiomycota)、球囊菌門(Glomeromycota)等，此外還有一部分真菌目前還未知。連作棉田中子囊菌門所占的比例為32.12%～64.21%，擔(dān)子菌門所占的比例為12.11%～23.38%，接合菌門所占的比例為5.19%～15.97%，壺菌門所占的比例為0.33%～1.19%，球囊菌門所占的比例為0.16%～2.15%；而輪作模式土壤中子囊菌門所占的比例為34.60%～45.03%，擔(dān)子菌門所占的比例為8.49%～22.10%，接合菌門所占的比例為3.99%～14.86%，壺菌門所占的比例為0.44%～1.88%，球囊菌門所占的比例為0.21%～1.51%。從圖中看，不同的種植模式在不同時(shí)間點(diǎn)的真菌微生物的相對(duì)豐度差異較為明顯。通過(guò)微生物組成與土壤化學(xué)性質(zhì)Pearson相關(guān)性分析(表5)，可知子囊菌門、擔(dān)子菌門、壺菌門、球囊菌門與土壤的養(yǎng)分含量間沒有明顯的相關(guān)性，而接合菌門與土壤的養(yǎng)分呈極顯著的負(fù)相關(guān)。

圖1 不同種植模式下土樣中微生物門水平的組成Fig.1 Relative abundance of soil fungi at phylum level under different cotton planting patterns

表6為不同種植模式下土壤微生物綱水平的組成，從表中可以得知，座囊菌綱(Dothideomycetes)在連作模式中的相對(duì)豐度為2.20%～17.97%，4月時(shí)相對(duì)豐度最高，與其他時(shí)間點(diǎn)的差異達(dá)到顯著水平，在輪作模式中的相對(duì)豐度為5.16%～9.76%，各時(shí)間點(diǎn)差異不顯著。球囊菌綱(Glomeromycetes)在連作模式和輪作模式中4月的相對(duì)豐度較低分別為0.16%和0.21%，但在6月的相對(duì)豐度分別達(dá)到1.45%和1.50%，8,10月在連作模式中的相對(duì)豐度為2.14%和1.39%，而同期在輪作模式中的相對(duì)豐度為0.30%和0.23%，它們之間的差異達(dá)到顯著的水平，可能是種植玉米會(huì)減少球囊菌綱的豐度。

表5 微生物組成與土壤化學(xué)性質(zhì) Pearson 相關(guān)性分析Tab.5 Pearson correlation coefficients between soil chemical characteristics and microbial compositions

注：**.0.01 水平具有顯著相關(guān)性。

Note：**.Correlation is significant at the 0.01 level.

表6 不同種植模式下土樣中微生物綱水平的組成(8 組中至少有 1 組的相對(duì)豐度>1%)Tab.6 Relative abundance of soil microorganisms under different cotton planting patterns(At class level, at least one group in eight groups relative abundance>1%) %

2.5 不同種植模式對(duì)土壤真菌群落的聚類分析

通過(guò)聚類分析，將具有相似Beta多樣性的各樣本聚類在一起，各處理的結(jié)果顯示本研究主要聚類為兩大分支(圖2)，即不同的種植模式，各小分支也基本按照取樣的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行聚類。采用Beta多樣性中主坐標(biāo)分析法(Principal coordinates analysis，PCoA)分析結(jié)果如圖3，經(jīng)分析計(jì)算得出PC1為28.92%，PC2為11.91%。不同種植模式下的土壤樣品被完全區(qū)分，表明連作棉田輪作后，土壤微生物菌群和數(shù)量發(fā)生較大變化。

圖2 不同種植模式不同時(shí)間點(diǎn)的Beta多樣性分析Fig.2 Beta diversity analysis of soil fungi under different cotton planting patterns of different times

橫、縱坐標(biāo)為導(dǎo)致樣品間差異最大的2個(gè)特征值，以百分?jǐn)?shù)的形式體現(xiàn)主要影響程度。Horizontal, vertical, to lead to difference between samples of the two largest eigenvalues, influence extent embodies mainly in the form of a percentage.

采用LEfSe(Line discriminant analysis(LDA)effect size)分析繪制進(jìn)化分支圖(圖4)。通過(guò)分析表明，連作棉田實(shí)行與小麥玉米輪作種植后，土壤微生物菌群變化情況如下：在目水平上分別是散囊菌目(Eurotiales)、傘菌目(Agaricales)和糞殼菌目(Sordariales)，散囊菌目、傘菌目顯著減少，而糞殼菌目顯著增加?？扑缴蟼憔?Agaricaceae)顯著減少，毛球殼科(Lasiosphaeriaceae)顯著增加。屬水平上分別為柄孢殼菌屬(Podospora)的數(shù)目顯著增加，白環(huán)蘑屬(Leucoagaricus)的數(shù)目顯著減少。

3 討論與結(jié)論

土壤中微生物的多樣性與植被變化有很大關(guān)系，植物凋落物或殘留物中碳氮的生化組成、可利用程度、土壤養(yǎng)分含量等均影響著土壤微生物的多樣性[22-23]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)作物連作問題進(jìn)行了長(zhǎng)期大量的研究，發(fā)現(xiàn)隨著連作年限增加，土壤容重相應(yīng)增加，作物產(chǎn)量則會(huì)降低，土壤中真菌數(shù)量增加，細(xì)菌和放線菌數(shù)量減少，連作會(huì)使土壤有機(jī)質(zhì)含量減少，有害生物逐漸累積，最終會(huì)抑制作物的生長(zhǎng)[24-26]。適宜的作物輪作能夠減少連作障礙，改善土壤物理性質(zhì)，促進(jìn)土壤生物化學(xué)過(guò)程，提高土壤酶活性，改變土壤微生物區(qū)系，引起菌群組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使土壤中微生物活性增強(qiáng)，有害微生物減少[27]。輪作會(huì)增加植物的多樣性，種植的作物及其殘茬對(duì)微生物的群落及其活性產(chǎn)生顯著影響[28-29]。

進(jìn)化分支圖由內(nèi)至外輻射的圓圈代表了由門至種的分類級(jí)別；在不同分類級(jí)別上的每一個(gè)小圓圈代表該水平下的一個(gè)分類，小圓圈直徑大小與相對(duì)豐度大小呈正比；著色原則為將無(wú)顯著差異的物種統(tǒng)一著色為灰色，其他差異物種按該物種所在豐度最高的分組進(jìn)行著色。The cladogram radiation from inner to outer circle represents the from the phylum to species on the classification of the level;At different classification level, each small circle represents a classification at this level, and the size of the small circle is proportional to the relative abundance;Principle to be no significant difference of species uniform color is gray, the other differences between species according to the species abundance highest grouping staining.

特別是輪作使有益微生物如固氮菌等增加，有害微生物如腐霉菌和鐮孢菌等減少，土壤微生物活性增強(qiáng)。輪作微生物的數(shù)量大于連作，細(xì)菌和放線菌數(shù)量增多，真菌減少。輪作還提高了土壤微生物量碳氮比，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，增加土壤微生物群落多樣性，在一定程度上消除連作障礙，避免土傳病害的發(fā)生，有利于提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[30]。

隨著棉花向優(yōu)勢(shì)區(qū)域集中發(fā)展，我國(guó)棉花連作問題日益凸顯，棉花連作對(duì)土壤微生物及養(yǎng)分影響等問題的研究工作已引起關(guān)注。首先棉花連作會(huì)造成土壤養(yǎng)分不均衡，一些研究結(jié)果認(rèn)為土壤速效鉀含量隨棉花連作年限而明顯降低，多酚氧化酶隨連作年限增加呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)[31]。本研究分析發(fā)現(xiàn)，不同作物對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和利用存在偏好性。在棉花、小麥、玉米兩年三熟輪作模式下，種植小麥、玉米后，可減少接茬棉花氮、磷肥施用量，本研究合理解釋了“倒茬如上糞”這一農(nóng)諺現(xiàn)象。

其次，棉花是受病蟲害為害較大作物，特別是枯、黃萎病和棉鈴疫病，呈普遍發(fā)生趨勢(shì)，這些病害主要由腐生和寄生真菌引起。Acosta-Martinez 等[32]發(fā)現(xiàn)，采用棉花-小麥-玉米輪作比連作更有利于提高土壤細(xì)菌多樣性，本研究通過(guò)土壤DNA高通量測(cè)序技術(shù)分析2種種植模式的土壤樣品，結(jié)果顯示，通過(guò)輪作能夠提高土壤真菌的多樣性并減少包含許多腐生和寄生有害真菌的散囊菌目菌群種類和數(shù)量。隨著微生物基因組數(shù)據(jù)庫(kù)的豐富，土壤DNA高通量測(cè)序技術(shù)能夠科學(xué)準(zhǔn)確地反映土壤樣品微生物成分和含量，并且不需要進(jìn)行土壤微生物的培養(yǎng)和分離。本研究還發(fā)現(xiàn)，連作棉田含有大量的傘菌科菌群，是由于棉籽殼和棉花秸稈碎渣可以作為傘菌科眾多食用菌良好的培養(yǎng)料。當(dāng)前大部分棉田實(shí)行棉花秸稈粉碎還田，多年連作為傘菌科菌群的發(fā)展提供了較好的營(yíng)養(yǎng)條件。糞殼菌屬、柄孢殼菌屬和糞盤菌屬菌群大多腐生于富含有機(jī)質(zhì)的土壤和植物殘?bào)w上。本研究中這類菌群數(shù)量的增加，說(shuō)明連作棉田輪作小麥、玉米等禾本科作物后，能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)，為糞殼菌屬、柄孢殼菌屬和糞盤菌屬菌群提供了較好的生長(zhǎng)發(fā)育條件。綜合分析可以看出，通過(guò)棉糧輪作，土壤中的微生物優(yōu)勢(shì)菌群發(fā)生明顯變化，減少了土壤中有害真菌數(shù)量，合理解釋了采用輪作后棉田病害較輕的現(xiàn)象。

通過(guò)以上一系列試驗(yàn)分析得出如下結(jié)論：通過(guò)輪作制度能夠?qū)崿F(xiàn)土壤養(yǎng)分的殘效利用并改變土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，為茬口銜接節(jié)肥技術(shù)的實(shí)施提供了依據(jù)。棉糧輪作后明顯改變了土壤中微生物優(yōu)勢(shì)菌群，有害菌群明顯減少。因此，開展合理的棉糧輪作有助于改良冀中南連作棉田土壤營(yíng)養(yǎng)狀況，有利于增產(chǎn)增收、糧棉雙豐。

[1] 張亞楠，王興祥，李孝剛，等.連作對(duì)棉花抗枯萎病生理生化特性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2016, 6(14)： 4456-4464.

[2] 劉建國(guó)，卞新民，李彥斌，等.長(zhǎng)期連作和秸稈還田對(duì)棉田土壤生物活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 19(5)： 1027-1032.

[3] 李文嬌，楊殿林，趙建寧，等.長(zhǎng)期連作和輪作對(duì)農(nóng)田土壤生物學(xué)特性的影響研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2015, 31(3)： 173-178.

[4] 李春格，李曉鳴，王敬國(guó).大豆連作對(duì)土體和根際微生物群落功能的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 26(4)： 1144-1150.

[5] Yao H Y, Jiao X D, Wu F Z. Effects of continuous cucumber cropping and alternative rotations under protected cultivation on soil microbial community diversity[J]. Plant and Soil, 2006, 284(1/2)： 195-203.

[6] Vargas Gil S, Meriles J, Conforto C, et al. Response of soil microbial communities to different management practices in surface soils of a soybean agroecosystem in Argentina[J]. European Journal of Soil Biology, 2011, 47(1)： 55-60.

[7] Doran J W, Sarrantonio M, Liebig M. Soil health and sustainability[J]. Advances in Agronomy, 1996, 56(8)： 1-54.

[8] Trabelsi D, Ben Ammar H, Mengoni A, et al. Appraisal of the crop-rotation effect of rhizobial inoculation on potato cropping systems in relation to soil bacterial communities[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2012, 54(6)： 1-6.

[9] 曹 莉，秦舒浩，張俊蓮，等.輪作豆科牧草對(duì)連作馬鈴薯田土壤微生物菌群及酶活性的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào), 2013, 22(3)： 139-145.

[10] Mulder C, Boit A,Bonkowski M, et al. A belowground perspective on dutch agroecosystems： how soil organisms interact to support ecosystem services[J]. Advances in Ecological Research, 2011, 44：277-357.

[11] 張立成，邵繼海，林毅青, 等.稻-稻-油菜輪作對(duì)土壤微生物活性和多樣性的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2017, 26(2)：204-210.

[12] 祁 虹，王樹林，王 燕，等.糧棉輪作與土壤深翻對(duì)棉花生育性狀及產(chǎn)量的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 22(8)： 113-116.

[13] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M]. 3版.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2000.

[14] Magoc T, Salzberg S L. FLASH： fast length adjustment of short reads to improve genome assemblies[J]. Bioinformatics, 2011, 27(21)： 2957-2963.

[15] Bolger A M, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic： a flexible trimmer for Illumina sequence data[J]. Bioinformatics, 2014, 30(15)： 2114-2120.

[16] Edgar R C, Haas B J, Clemente J C, et al. UCHIME improves sensitivity and speed of chimera detection[J]. Bioinformatics, 2011, 27(16)： 2194-2200.

[17] Edgar R C. Search and clustering orders of magnitude faster than BLAST[J]. Bioinformatics, 2010, 26(19)： 2460-2461.

[18] Bokulich N A, Subramanian S, Faith J J, et al. Quality-filtering vastly improves diversity estimates from Illumina amplicon sequencing[J]. Nature Methods, 2013, 10(1)： 57-59.

[19] Wang Q, Garrity G M, Tiedje J M, et al. Naive bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2007, 73(16)： 5261-5267.

[20] Koljalg U, Nilsson R H, Abarenkov K, et al. Towards a unified paradigm for sequence-based identification of fungi[J]. Molecular Ecology, 2013, 22(21)： 5271-5277.

[21] Schloss P D, Westcott S L, Ryabin T, et al. Introducing mothur： open-source, platform-independent, community-supported software for describing and comparing microbial communities[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2009, 75(23)： 7537-7541.

[22] Russo S E, Legge R, Weber K A, et al. Bacterial community structure of contrasting soils underlying Bornean rain forests： Inferences from microarray and next-generation sequencing methods[J]. Soil Biology & Biochemistry, 2012, 55： 48-59.

[23] Campbell B J, Polson S W, Hanson T E, et al. The effect of nutrient deposition on bacterial communities in Arctic tundra soil[J]. Environ Microbiol, 2010, 12： 1842-1854.

[24] 范君華，龔明福，劉 明，等.南疆干旱區(qū)連作棉田土壤養(yǎng)分及生物活性的初步研究[J].棉花學(xué)報(bào), 2009, 21(2)： 127-132.

[25] 劉建國(guó)，張 偉，李彥斌，等.新疆綠洲棉花長(zhǎng)期連作對(duì)土壤理化性狀與土壤酶活性的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 42(2)： 725-733.

[26] 劉 軍，唐志敏，劉建國(guó)，等.長(zhǎng)期連作及秸稈還田對(duì)棉田土壤微生物量及種群結(jié)構(gòu)的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2012, 21(8)： 1418-1422.

[27] Asuming-Bremponga S, Gantnerb S, Adikua S K, et al. Changes in the biodiversity of microbial populations in tropical soils under different fallow treatments[J]. Soil Biology & Biochemistry, 2008, 40(11)： 2811-2818.

[28] Wright S F, Green V S, Cavigelli M A. Glomalin in aggregate size classes from three different farming systems[J]. Soil & Tillage Research, 2007, 94(2)： 546-549.

[29] Tian Y Q, Zhang X E, Liu J, et al. Effects of summer cover crop and residue management on cucumber growth in intensive Chinese production systems： soil nutrients, microbial properties and nematodes[J]. Plant and Soil, 2011, 339(1/2)： 299-315.

[30] 吳鳳芝，王學(xué)征.設(shè)施黃瓜連作和輪作中土壤微生物群落多樣性的變化及其與產(chǎn)量品質(zhì)的關(guān)系[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007, 40(10)： 2274-2280.

[31] 劉 瑜，梁永超，褚貴新，等.長(zhǎng)期棉花連作對(duì)北疆棉區(qū)土壤生物活性與酶學(xué)性狀的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2010, 19(7)： 1586-1592.

[32] Acosta-Martinez V, Dowd S, Sun Y, et al. Tag-encoded pyrosequencing analysis of bacterial diversity in a single soil type as affected by management and land use[J]. Soil Biology & Biochemistry, 2008, 40(11)： 2762-2770.