连续种植大黄（Rheum officinale Baill.）对土壤的物理化学性质、酶活性、微生物群落以及根际代谢产生了显著影响

《Plant and Soil》：Continuous cultivation of Rheum officinale Baill. had a significant effect on physicochemical properties, enzyme activities, microbial communities, and rhizosphere metabolism in soil

本研究系统调查了不同连作年限对Rheum officinale根际土壤生态的影响，发现连作导致土壤pH下降、速效养分（AP、AK、AN）含量先升后降、酶活性失衡（ACP、SUC上升，CAT下降），微生物多样性变化及酚酸类代谢物（gallic acid derivatives、cis-resveratrol）异常积累，揭示了土壤理化因子与微生物群落及代谢物的关联机制。

　　

摘要

目的

Rheum officinale Baill.（ROB）是一种重要的多年生药用植物，但它容易受到连作障碍（CCO）的影响，这会显著降低其产量和品质。本研究旨在系统地探讨不同连作年限对ROB根际土壤生态环境的影响。

方法

本研究系统分析了不同连作年限对ROB土壤物理化学性质、酶活性、16S rDNA和ITS测序数据以及非靶向代谢组学谱的影响。

结果

随着连作年限的增加，土壤pH值显著下降。易利用养分（AP、AK和AN）的含量在中期达到峰值后逐渐减少。ACP和SUC的水平持续上升，而CAT活性的显著下降影响了土壤的氧化还原缓冲能力。细菌和真菌的多样性最初有所增加，随后又有所下降。此外，在两种酚类代谢物（没食子酸衍生物和顺式白藜芦醇）中观察到了显著的年际变化。冗余分析和相关性研究表明，土壤pH值、磷（P）和铵（AN）是微生物群落动态的关键驱动因素，揭示了土壤物理化学因素与主要代谢物之间的显著关联。

结论

ROB的连作导致土壤物理和化学性质恶化、关键酶活性失衡、微生物群落结构发生变化以及代谢物异常积累。土壤pH值、磷（P）、铵（AN）和酚酸在连作障碍中起着关键作用。本研究为ROB及其他作物的连作障碍土壤生物修复提供了理论参考。