短期连续种植对 Pinellia ternata (Thunb.) Breit. 土壤环境因素及微生物群落的影响

《Plant and Soil》：Effects of short-term continuous cropping on soil environmental factors and microbial communities of Pinellia ternata (Thunb.) Breit.

　　

摘要

背景

Pinellia ternata（Thunb.）Breit. 是传统中药中广泛使用的一味药用草本植物，但连作障碍阻碍了其可持续发展。

方法

本盆栽研究比较了P. ternata的首次种植（FC）和连续种植一年（CC1）的情况，通过检测成熟期的土壤理化性质、酶活性以及根际微生物群落来识别这些障碍背后的关键因素。

结果

连续种植（CC1）显著降低了有效钾（AK）含量（-18.03%）、硝酸盐氮（NO₃^?-N）含量（-19.05%）、铵氮（NH??-N）含量（-10.88%）以及脱氢酶活性（S-DHA）（-29.08%），同时增加了总碳（TC）含量（+24.80%）和过氧化氢酶活性（S-CAT）（+22.14%）。与首次种植相比，CC1处理下有益真菌Mortierella的相对丰度减少了90.24%，而病原真菌Fusarium的相对丰度增加了365.16%。热图分析表明，P. ternata的生长主要受有效钾、硝酸盐氮、铵氮和脱氢酶活性的影响，这表明营养素缺乏和酶活性降低是导致产量下降的关键因素。Mantel分析显示，土壤环境因素显著影响真菌群落的组成，而细菌群落与环境因素之间未发现显著相关性。在门级分类水平上，连续种植使细菌中的Proteobacteria丰度减少了9.35%，而Acidobacteria的丰度增加了25.37%。在真菌群落组成方面，连续种植使子囊菌门（Ascomycota）和Mortierellomycota的丰度分别减少了53.54%和84.02%。Pearson相关性分析显示，子囊菌门、Mortierellomycota和Rozellomycota与S-CAT、S-DHA、有效钾和铵氮含量具有很强的相关性，而Rozellomycota则表现出相反的趋势。