發(fā)布時間：2020-12-06 06:37

　　馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是中國貧困地區(qū)促進糧食生產(chǎn)和脫貧致富的重要作物,由于農(nóng)耕面積限制和馬鈴薯集約化生產(chǎn),連續(xù)種植模式在中國某些地區(qū)變得越來越普遍。然而,長期連作會降低土壤微生物群落的多樣性,改變微生物群落結(jié)構(gòu),導(dǎo)致土壤養(yǎng)分比例失調(diào),從而影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)量。大量研究發(fā)現(xiàn),輪作是緩解土壤連作障礙的有效措施,但關(guān)于馬鈴薯-藜麥輪作和馬鈴薯-玉米輪作如何影響馬鈴薯根際土壤微環(huán)境,以及輪作模式下土壤與根系間的相互作用鮮見報道。因此本文研究了馬鈴薯-藜麥和馬鈴薯-玉米輪作對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、土壤理化質(zhì)量、馬鈴薯生長發(fā)育以及產(chǎn)量的影響,以期為減輕馬鈴薯連作障礙,實現(xiàn)更好的輪作模式提供理論支持。主要結(jié)論如下:（1）輪作對土壤細菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了顯著影響。相較于連作,馬鈴薯-藜麥輪作,馬鈴薯-玉米輪作明顯提高了馬鈴薯根際土壤中細菌Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)、Shannon指數(shù)。輪作處理土壤中變形菌門、酸桿菌門和芽單胞菌門相對豐度較連作顯著增加,而放線菌門相對豐度顯著降低。連作馬鈴薯田輪作后,根際土壤細菌優(yōu)勢屬Sphingomonas、Gemmatimonas、Pyrin... 

【文章來源】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線

采用Illumina MiSeq高通量測序技術(shù),通過QIIME軟件檢查并剔除嵌合體序列,連作馬鈴薯、輪作藜麥、輪作玉米處理分別獲得13729、14984、15888條有效序列,共檢測到16個門、34個綱、65個目、101個科、226個屬以及346個種。從圖2.1看出,3種處理下根際土壤經(jīng)高通量測序后共獲得16個細菌門和未確定細菌類群,其中主要有9個門類,由下而上,分別為變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)、浮霉菌門(Planctomycetes)和Nitrospinae。各處理土壤優(yōu)勢細菌門中,變形菌門(40.50%~49.03%)相對豐度最大,其次是放線菌門(10.56%~22.84%)、酸桿菌門(12.25%~14.45%)以及芽單胞菌門(8.42%~10.05%),它們約占總體群落的82.91%~84.02%。3種處理下根際土壤細菌各門類的群落結(jié)構(gòu)和相對豐度有明顯差異,輪作藜麥、玉米處理下根際土壤中Proteobacteria相對豐度較連作分別升高了12.88%、21.04%;而Actinobacteria相對豐度在輪作藜麥、玉米處理下顯著降低,分別較連作降低了34.20%、53.76%;Acidobacteria相對豐度在輪作藜麥、玉米處理下較連作分別升高了3.05%、17.94%;相較于連作,輪作藜麥處理下根際土壤中Gemmatimonadetes、Firmicutes、Bacteroidetes和Nitrospirae相對豐度升高了19.39%、19.10%、23.70%和56.70%,輪作玉米處理下根際土壤中Gemmatimonadetes、Firmicutes、Bacteroidetes和Nitrospirae相對豐度升高了5.27%、26.62%、44.94%和47.27%;Planctomycetes相對豐度在輪作藜麥、玉米處理下較連作分別降低10.25%、36.81%;而Nitrospinae相對豐度在輪作藜麥、玉米處理下較連作分別升高了61.66%、67.73%。

各處理根際土壤樣品中細菌包含226個屬,選取相對豐度前50的菌屬,根據(jù)其豐度分布或樣本間的相似程度進行聚類分析(圖2.2)。在熱圖上,將高豐度和低豐度的分類單元加以區(qū)分,并以顏色梯度反映樣本之間的群落組成相似度。由圖中可知,連作馬鈴薯單獨聚為一類,土壤中富含變形菌和酸桿菌,輪作藜麥和玉米處理聚為一類,輪作藜麥和玉米以變形菌和放線菌為主。可知,輪作藜麥和玉米菌群結(jié)構(gòu)整體相似度較高,表明輪作藜麥和玉米對連作馬鈴薯田根際細菌群落結(jié)構(gòu)影響較大。對位列前30的細菌屬分類水平上的群落組成和相對豐度進行統(tǒng)計分析得到圖2.3。連作馬鈴薯土壤的優(yōu)勢屬為芽單胞菌屬(Gemmatimonas)(5.71%)、鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)(5.31%)、鏈霉菌屬(Streptomyces)(4.07%)和土壤紅桿菌屬(Solirubrobacter)(3.32%)。輪作藜麥的優(yōu)勢屬為鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)(6.85%)、芽單胞菌屬(Gemmatimonas)(5.87%)、Pyrinomonas(3.32%)和溶桿菌屬(Lysobacter)(3.19%)。輪作玉米的優(yōu)勢屬為鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)(9.05%)、芽單胞菌屬(Gemmatimonas)(6.37%)、Pyrinomonas(3.82%)和Thiobacter(3.12%)。與連作馬鈴薯相比,輪作藜麥、玉米處理的土壤中Sphingomonas、Gemmatimonas、Pyrinomonas、Aridibacter和Lysobacter相對豐度顯著升高,其中Sphingomonas相對豐度較連作分別提高了28.98%和70.40%,Gemmatimonas相對豐度分別提高了2.79%和11.57%,Pyrinomonas相對豐度分別提高了35.96%和56.54%,Aridibacter相對豐度分別提高了28.86%和42.18%,Lysobacter相對豐度分別是連作的2.66倍和1.91倍。而土壤中Streptomyces和Solirubrobacter菌群相對豐度在輪作處理下顯著降低,輪作藜麥、玉米處理下的Streptomyces相對豐度較連作分別降低了49.42%和65.29%,Solirubrobacter相對豐度較連作分別降低了27.55%和51.48%。

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2900909