工程化土壤改良结合生物肥对再植苹果根际土壤微生物群落的影响

苹果(Malus domestica)连作障碍是苹果产业面临的一大难题,连作苹果幼苗成活率低,严重制约苹果产量和品质.为探究工程化土壤改良结合生物肥对再植苹果根际微生物群落的影响及其对苹果再植疾病的防治机理,本研究采集山东省栖霞市官道镇(种植20年)壤土果园中健康的苹果根际土壤以及工程化土壤改良1年和2年后的苹果根际土壤样本,通过16S rRNA和基因间隔序列(intergenic transcribed spacer,ITS)基因的高通量测序及数据分析,从微生物群落组成及网络稳定性角度探究工程化土壤改良措施对苹果连作障碍土壤的改良修复效果.结果发现,工程化土壤改良后苹果根际细菌α多样性显著增加且群落结构发生改变,门水平上变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度显著增加,Acidobacteria的丰度显著降低;属水平上假单胞菌属(Pseudomonas)和马赛菌属(Massilia)的丰度持续增加,节杆菌属(Arthrobacter)、链霉菌属(Streptomyces)、不动杆菌属(Acinetobacter)、Sphingobium及Williamsia显著富集.土壤改良后真菌的α多样性无显著变化但群落结构发生显著变化,门水平上子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)及被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度增加,属水平上镰刀菌属(Fusarium)、青霉菌属(Penicillium)及枝孢菌属(Cladosporium)的丰度降低,被孢霉属(Mortierella)和Paraphaeosphaeria显著富集.细菌的共现性网络(co-occurrence network)比真菌的更加紧密,复杂度更高,同时土壤改良后真菌网络的鲁棒性极显著降低(P<0.001),表明该土壤改良技术主要通过强化根际细菌网络结构,破坏真菌的群落结构,促使苹果连作土壤中根际微生物向"细菌型"转变,改善苹果连作土壤环境.本研究为苹果连作障碍的防治提供依据,促进苹果产业的可持续发展.