黄土高原苜蓿-粮食作物轮作下土壤细菌群落特征和生态功能预测

摘要：

为揭示多年种植苜蓿后轮作不同作物对黄绵土细菌群落的影响,本研究通过布设在黄土高原雨养农业区的长期定位试验,采用16SrRNA基因高通量测序技术和PICRUSt方法探究苜蓿(LC)、苜蓿-休闲-小麦(LFW)、苜蓿-休闲-玉米(LFC)、苜蓿-马铃薯(LP)与苜蓿-谷子(LM)对土壤细菌群落结构和多样性的影响,并利用PICRUSt法预测了其生态功能.结果表明:半干旱区黄绵土细菌优势门为放线菌门(20.3％～32.0％)、变形菌门(19.2％～23.0％)、酸杆菌门(12.4％～14.2％)和绿弯菌门(11.0％～12.7％),其中苜蓿翻耕轮作玉米土壤优势细菌属为芽孢杆菌属(1.9％),其余处理土壤细菌优势属均为假节杆菌属(2.5％).多年生苜蓿翻耕轮作不同粮食作物后显著降低了放线菌门相对丰度,但显著提高了绿弯菌门和厚壁菌门的相对丰度.冗余分析表明,影响苜蓿及轮作作物土壤细菌群落结构的主要环境因子是硝态氮、铵态氮和全氮.PICRUSt功能预测结果表明,新陈代谢(78.6％～79.1％)为黄绵土细菌群落的主要功能,苜蓿翻耕轮作作物显著降低了土壤细菌碳水化合物代谢功能基因丰度,但明显提高了土壤细菌辅助因子和维生素代谢、神经退行性疾病、免疫系统等功能基因丰度.综上,多年生苜蓿翻耕轮作一年生作物改变了土壤细菌群落结构和生态功能,该结果可为黄绵土细菌群落演替特征的探索和苜蓿适宜后茬作物的确定提供理论参考.

关键词：紫花苜蓿、轮作、高通量测序、群落结构、功能预测

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分类号：S154.3;Q938.1;S917.1

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;甘肃省科技计划项目;甘肃省中央财政引导地方科技发展专项

在线出版日期：2022-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1109-1117