有機覆蓋三七對土壤養(yǎng)分及微生物多樣性的影響

劉倩, 李紀潮, 左應梅, 楊天梅, 楊美權, 張金渝

(1.云南省農業(yè)科學院藥用植物研究所, 昆明 650051; 2.云南中醫(yī)藥大學中藥學院, 昆明 650500)

三七[Panaxnotoginseng(Burk.) F. H. Chen]又名田七，為五加科人參屬多年生草本植物，其主根是我國名貴中藥材。有機覆蓋是用各種秸稈、凋落物、雜草、枝葉、鋸木屑、牲畜糞便、葦子、果殼等覆蓋耕作土壤地面的一種傳統(tǒng)土壤改良技術，對多種作物和中藥材栽培在提高產量和質量、保持土壤溫度和水分、提高土壤養(yǎng)分等方面已有較為深入的研究。相關研究表明，覆蓋物覆蓋土壤表面后，引起土壤溫度、水分、土壤肥力、土壤物理性狀和結構改變，進而對其群落結構和組成產生影響。有機覆蓋物覆蓋后，土壤微生物量和水溶性有機碳含量提高，稻殼覆蓋能促進種植人參土壤益生菌的生長，可用于人參根腐病的防治[1]。本課題組在前期田間調研中發(fā)現(xiàn)藥農常在三七的土壤表面覆蓋松針或黃花蒿，對三七生長和減少病害發(fā)生有積極作用，但其原因和機理尚不清楚，且三七的有機覆蓋栽培尚無具體深入研究。

目前，普遍認為土壤微生物群落的組成與分布受限于環(huán)境因子，也就是說，土壤的生物物理過程支持著微生物生態(tài)位、生態(tài)功能的多樣性從而支持微生物的各種生命活動[2-3]。土壤微生物多樣性包括結構多樣性和功能多樣性兩方面，主要指微生物數(shù)量和種類的變異，土壤微生物群落的變化被視為衡量土壤環(huán)境健康的重要指標。培養(yǎng)的方法觀察到的微生物不到微生物群落的1%，無法全面反映微生物的真實狀況。高通量測序的發(fā)展為微生物的生態(tài)和功能研究提供了各種便利[4]，能夠直觀地反映微生物群落組成，Illumina MiSeq測序平臺具有高通量、價格低、運行周期短等優(yōu)勢，已被廣泛應用。

本研究在前期研究的基礎上，利用4種來源廣泛、廉價易得的有機覆蓋物覆蓋在播種三七種子土壤的表面，以不覆蓋為對照，研究有機覆蓋物對三七土壤養(yǎng)分以及三七土壤微生物生態(tài)和功能的影響，為有機覆蓋提高三七生產質量提供理論和實踐上的支持，并為發(fā)展三七覆蓋種植及其配套栽培技術提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省武定縣大石頭房的云南省農業(yè)科學院藥用植物研究所實驗基地4 m高溫大棚內，上方搭設聚乙烯白色薄膜和兩層黑色遮陰網(wǎng)，以避雨、遮蔭、防治鳥害，供試土壤為黏性紅壤，采用自來水噴灌，基地海拔1 910 m，屬低緯度高原季風氣候。武定縣年平均氣溫15.1 ℃，1月平均氣溫7.2 ℃，6月平均氣溫20.9 ℃，極端最高氣溫34.5 ℃，極端最低氣溫-7.0 ℃。

1.2 試驗設計

2018年1月之前整地、翻耕土壤，深度為30 cm左右。播種前10 d施入有機肥15 000 kg·hm-2，氮磷鉀復合肥150 kg·hm-2，鈣鎂磷肥1 500 kg·hm-2。整平耙細后作畦，畦寬1.2 m，畦高25 cm，畦周設有排水溝，畦距30 cm。采收足量覆蓋物黃花蒿(ArtemisiaannuaLinn., HHH)全株、萬壽菊(TageteserectaL.，WSJ)全株、金蕎麥[Fagopyrumdibotrys(D. Don) Hara，JQM]全株、云南松(PinusyunnanensisFranch. var.yunnanensis，SZ)松針，每種覆蓋物采收后洗凈干燥，打成3～5 cm小段備用。于2018年1月19日播種，種子先用多菌靈拌勻消毒，播種距離5 cm×5 cm，每穴播種一粒，播種后覆薄土。采用完全隨機區(qū)組設計，將切小段的覆蓋物分別覆蓋在土壤表面，以不露土為準，每種覆蓋處理重復3個小區(qū)，共5個處理，分別為黃花蒿(HHH)全株覆蓋、萬壽菊(WSJ)全株覆蓋、金蕎麥(JQM)全株覆蓋、云南松(SZ)松針覆蓋、無覆蓋物(CK)。小區(qū)面積1.5 m×1.2 m，共15個小區(qū)。每小區(qū)播種三七種子720粒，每處理播種2 160粒，后期養(yǎng)護管理方式一致。

1.3 測定指標與方法

1.3.1土壤養(yǎng)分的測定 土壤養(yǎng)分分析于2018年10月10日用五點等量混合取樣法取樣，取0—10 cm土層的土壤，風干制樣，備用。土壤pH用雷磁PHSJ-5型酸度計(上海儀電科學儀器)[5]測定。有機質用重鉻酸鉀容量法檢測[6]。土壤全氮采用凱氏定氮法檢測[7]。土壤水解性氮用堿解擴散法檢測[8]。有效磷用NaHCO3法測定，速效鉀用火焰光度法測定[9]。

1.3.2土壤微生物測序 土壤取樣：于2018年10月，取樣器具事先消毒滅菌，采樣時先去除表面覆蓋物和覆土，隨機挖取三七植株，抖落三七根上附著的土壤，去除可見雜質，用2 mm篩網(wǎng)過篩處理，等量混合后每處理取3份土壤，分別放于10 mL凍存管里，共15份樣品，置于低溫環(huán)境運至實驗室-80 ℃保存，用于DNA提取。

土壤基因組提?。翰捎?2888-50強力土壤DNA提取試劑盒(QIAGEN MOBIO)提取土壤基因組DNA，利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測其純度和完整性。

測序：細菌鑒定區(qū)域為16S rDNA基因的V3-V4區(qū)(前端引物: 343F-5′-TACGGRAGGCAG-CAG-3′；后端引物: 798R-5′-AGGGTATCTAA-TCCT-3′)，真菌對ITS區(qū)進行鑒定(前端引物: ITS1F-5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′；后端引物: ITS2-5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)。由上海歐易生物醫(yī)學科技有限公司通過Illumina MiSeq測序平臺完成。

1.3.3測序結果處理 利用QIIME軟件過濾含有N堿基的序列，去除單堿基重復大于8的序列，去除長度小于200 bp的序列；使用UCHIME軟件去除嵌合體，得到最終用于分析的高質量的優(yōu)化系列valid tags；利用軟件USEARCH在97%相似度下進行聚類，并選取每個OTU中豐度最大的序列作為該OTU的代表序列，采用RDP classifier Naive Bayesian 分類算法對代表序列與數(shù)據(jù)庫進行比對，注釋得到每個OTU的物種信息，根據(jù)每個OTU在各個樣本中包含的序列數(shù)，構建OTU在各個樣本中的豐度矩陣文件。OTU分類匯總完成后對各個樣本中分類到該OTU的tags數(shù)進行統(tǒng)計，可以獲得各個OTU在每個樣本中的豐度情況。

1.4 數(shù)據(jù)整理與分析

利用SPSS 19.0軟件進行Pearson相關性檢驗分析。用Microsoft Excel 2016軟件進行原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理及圖表制作，用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 有機物覆蓋對土壤pH和土壤養(yǎng)分的影響

2.1.1土壤pH和養(yǎng)分變化 覆蓋10個月后的土壤養(yǎng)分檢測結果見表1，可知，處理HHH和WSJ的土壤pH顯著低于CK。HHH和SZ處理的有機質含量顯著高于CK，處理WSJ和JQM顯著低于CK。HHH處理的全氮含量顯著高于CK，其他處理全氮顯著低于CK。HHH處理的水解性氮含量顯著高于CK。SZ處理的有效磷含量顯著高于CK，其他處理低于CK。SZ處理的土壤速效鉀含量顯著高于CK，HHH和WSJ處理顯著低于CK。因此，黃花蒿和松針覆蓋有利于提高土壤有機質含量，松針覆蓋有利于土壤有效磷和速效鉀含量的提高。

表1 不同覆蓋處理對土壤pH和土壤養(yǎng)分的影響Table 1 Effects of different mulching treatments on soil pH and soil nutrients

2.1.2土壤養(yǎng)分指標的相關性分析 對土壤養(yǎng)分指標進行Pearson相關性分析，絕對值越大表示相關性越強。由表2可知，pH與有機質含量呈正相關，與全氮和水解性氮呈強負相關，與有效磷呈較強正相關，與速效鉀呈強正相關。有機質與全氮、水解性氮、有效磷、速效鉀之間均呈正相關，全氮與水解性氮呈極強正相關且相關性顯著。說明有機質的增加有利于土壤pH的升高，有機質的增加有利于全氮、水解性氮、有效磷、速效鉀的提高。

表2 土壤養(yǎng)分指標間的相關性分析Table 2 Pearson correlation of soil nutrient indexes

2.2 土壤細菌高通量測序

2.2.1細菌測序結果 土壤細菌的測序結果見表3，可知valid tags數(shù)在各處理之間無顯著差異，不同處理的序列長度大小表現(xiàn)為：JQM>SZ>WSJ>CK>HHH。valid tags平均長度分布在427.05～430.73 bp，15個土壤樣本共獲得總OTU數(shù)目4 281個，共有OTU數(shù)目789個，各處理OTU數(shù)量由多到少表現(xiàn)為：JQM>WSJ>SZ>CK>HHH，其中，JQM、SZ、WSJ處理之間OTU數(shù)目無顯著差異，均顯著高于CK，HHH處理OTU個數(shù)顯著低于對照。

表3 不同覆蓋物土壤的細菌測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 3 Statistics of bacterial sequencing data of soils with different mulching treatments

將土壤樣本測序所得的OUT結果進行Taxon統(tǒng)計，可知，門(Phylum)水平下共27個物種，綱(Class)水平共64個物種，目(Order)水平有131個物種，科(Family)水平上263個物種，屬(Genus)水平有444個物種，OTU水平共計4 281個物種。

2.2.2細菌多樣性分析 Chao1指數(shù)表示估計群落中實際存在的OTU個數(shù)。Coverage數(shù)值反映測序深度，數(shù)值越接近1，說明測序深度已經(jīng)基本覆蓋到樣品中所有的物種。Shannon指數(shù)越大，表明樣品群落多樣性越高。Simpson指數(shù)對普遍物種所起的作用大，對稀有物種起的作用小，Simpson指數(shù)越大，表明群落多樣性越好，個體分配越均勻。由表4可知，不同處理的Chao1指數(shù)由高到低表現(xiàn)為：JQM>WSJ>SZ>CK>HHH，JQM、SZ、WSJ處理的Chao1指數(shù)顯著高于CK，HHH的Chao1指數(shù)顯著低于CK。各處理物種覆蓋率均大于0.97，說明本次測序深度能夠較好地反映樣本中細菌的真實情況。土壤樣品Shannon指數(shù)排序為：WSJ>JQM>SZ>CK>HHH，JQM、SZ、WSJ處理之間Shannon指數(shù)無顯著差異，均顯著高于CK，HHH處理Shannon指數(shù)顯著低于CK。Simpson指數(shù)排序由高到低為：CK>WSJ>JQM>SZ>HHH，各處理之間無顯著差異。松針和金蕎麥真菌群落豐富度高于對照，松針真菌豐富度高，可能是因為松針中含有多種碳源和營養(yǎng)物質，為真菌提供更加適宜的生長環(huán)境，易于真菌生物量的增加。

表4 不同覆蓋處理土壤細菌多樣性指數(shù)Table 4 Diversity index of bacteria in different mulching treatments

2.2.3土壤細菌Shannon指數(shù)boxplot圖 由土壤細菌Shannon指數(shù)的boxplot圖(圖1)可以看出，5個處理間細菌多樣性差異顯著(P=0.024)，JQM的箱體最高，所以JQM的3個土壤樣本的微生物多樣性離散程度大。HHH處理的3個土壤樣本的細菌多樣性較為一致，但多樣性指數(shù)比無覆蓋處理小，即HHH的細菌多樣性較對照低。

2.2.4土壤細菌主成分分析 通過主成分分析(principal component analysis，PCA)，依據(jù)不同覆蓋處理的細菌菌群的異同，對不同覆蓋處理進行聚類，分析其異同，觀察不同樣本點間的距離大小判斷它們的菌群相似性，兩點距離越近，說明二者菌群組成結構越相似。由圖2可以看出，主成分1(PC1)和主成分2(PC2)是造成15個樣品的兩個最大差異特征，貢獻率分別為23.88%和16.79%，不同覆蓋物處理之間細菌群落結構差異較大，但組內細菌群落結構差異較小。

2.2.5土壤細菌在門水平下相對豐度前10名統(tǒng)計 所有樣品在門水平上共27個門類別，其中主要細菌門有：變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、酸桿菌門(Acidobacteria)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)等(圖3)。其中，變形菌門、放線菌門、擬桿菌門是占主導地位的細菌門，所占比例總和達80%以上，是土壤中的優(yōu)勢菌門。處理SZ和JQM中，變形菌門和擬桿菌門豐度比其他處理大，HHH的放線菌門豐度顯著高于無覆蓋處理。芽單胞菌門在JQM、WSJ處理中相對豐度高，HHH和SZ中較低。酸桿菌門在所有覆蓋處理中相對豐度高于對照。

2.2.6土壤細菌在屬水平下相對豐度前10名統(tǒng)計 在屬水平上，15份土壤樣品共鑒定出444個物種，Acidibacter、芽單胞菌屬(Gemmatimonas)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、Nocardioides、鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)、Kribbella、德沃斯氏菌屬(Devosia)、Rhizomicrobium、糞腸球菌屬(Ohtaekwangia)、Rhodanobacter是主要的細菌(圖4)。本研究發(fā)現(xiàn)，芽單胞菌屬在覆蓋處理中低于對照，黃桿菌屬細菌的豐度在覆蓋處理土壤中顯著高于對照。HHH處理的Rhizomicrobium豐度顯著高于CK和其它處理。Nocardioides細菌豐度在覆蓋處理中均顯著低于CK。各處理間鞘氨醇單胞菌屬差異不大，CK和HHH處理的Rhodanobacter相對豐度高于JQM、SZ、WSJ處理。說明覆蓋有利于黃桿菌屬的生長，不利于芽單胞菌屬細菌的生長，黃花蒿覆蓋有利于Rhizomicrobium和Rhodanobacter的生長。

2.2.7屬水平前10名細菌與養(yǎng)分相關性分析

相關性分析結果(表5)表明，Acidibacter屬與土壤pH和有效磷含量呈高相關性且相關性顯著，說明pH升高和有效磷含量升高有利于Acidibacter的生長。芽單胞菌屬與所有土壤養(yǎng)分指標都呈負相關，說明芽單胞菌屬和黃桿菌屬屬于貧營養(yǎng)菌群，養(yǎng)分較為豐富的土壤反而不適宜其生長。Kribbella和Rhodanobacter與pH呈高負相關且相關性顯著，說明酸性土壤有利于這兩個屬細菌的生長。水解性氮與Nocardioides、Ohtaekwangia、Rhodanobacter相關性均顯著。

表5 土壤理化性質與屬水平前10名細菌相對豐度的相關性分析Table 5 Correlation analysis between soil physical and chemical properties and relative abundance of the top 10 bacteria at genus level

2.3 土壤真菌高通量測序

2.3.1土壤真菌測序結果分析 土壤真菌的測序結果見表6，可見，valid tags平均長度在264.4～285.4 bp之間，覆蓋處理的平均序列長度顯著高于對照。SZ處理OTU 數(shù)目顯著高于JQM、WSJ、CK處理，HHH處理OTU數(shù)目顯著低于其他處理。15個土壤樣本獲得總OTU數(shù)2 894個，共有OTU數(shù)為188個，OTU數(shù)量由多到少表現(xiàn)為: SZ>JQM>CK>WSJ>HHH。將所有測序所得的OTU表進行Taxon個數(shù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在門水平下共12個物種，綱水平共40個物種，目水平上有115個物種，科水平上246個物種，屬水平有510個物種。

表6 不同覆蓋處理土壤樣品的真菌測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 6 Fungi sequencing data statistics of soil samples with different mulching treatments

2.3.2真菌多樣性指數(shù) 不同處理的真菌多樣性分析結果見表7，由Chao1指數(shù)可以看出，真菌群落豐富度由高到低排列為：SZ>CK>JQM>WSJ>HHH，SZ處理Chao1指數(shù)顯著高于其他處理，其余處理Chao1指數(shù)之間無顯著性差異。樣品中物種覆蓋率均大于0.99，說明本次測序深度能夠較完整地反映樣本中真菌群落的真實情況。Shannon指數(shù)由高到低排列為：CK>SZ>JQM>WSJ>HHH，HHH覆蓋處理Shannon指數(shù)顯著低于CK、SZ、JQM處理。Simpson指數(shù)由大到小排列為：CK>SZ>JQM>WSJ>HHH，各覆蓋處理之間Simpson指數(shù)無顯著性差異。

表7 不同覆蓋土壤真菌多樣性指數(shù)統(tǒng)計Table 7 Fungi diversity index statistics of different mulching treatments

2.3.3不同覆蓋處理的土壤真菌NMDS分析

由圖5可以看出，處理JQM和CK距離較近，說明JQM和CK處理的真菌群落結構相似，差異不大，而SZ、WSJ、HHH處理的NMDS距離較遠，說明這幾個處理間真菌群落結構差異較大。

2.3.4不同覆蓋物土壤真菌在門水平上的相對豐度由圖6可知，在門水平上，子囊菌門(Ascomycota)、擔子菌門(Basidiomycota)、接合菌門(Zygomycota)為優(yōu)勢菌門，子囊菌門最高，是真菌當中的絕對優(yōu)勢菌群，子囊菌門的相對豐度由高到低的處理為：CK>SZ>HHH>JQM>WSJ。擔子菌門各處理的豐度由高到低為：HHH>JQM>WSJ>SZ>CK。接合菌門在HHH處理中豐富度最低。說明HHH覆蓋土壤不利于接合菌門真菌的生長。

2.3.5不同覆蓋物土壤真菌在屬水平上前10名的相對豐度 不同覆蓋物土壤真菌在屬水平上的統(tǒng)計結果(圖7)可知，在屬水平上，錐蓋傘屬(Conocybe)、鐮刀菌屬(Fusarium)、被孢霉屬(Mortierella)、Trichispora、口蘑屬(Clitopilus)、木霉屬 (Trichoderma)、支頂孢屬(Acremonium)、MonograpHella、毛殼屬(Chaetomium)、炭角菌屬(Xylaria)是優(yōu)勢菌屬，錐蓋傘屬相對豐度由高到低表現(xiàn)為：JQM>SZ>CK>WSJ>HHH。被孢霉屬在HHH中豐度最小。鐮刀霉屬在CK中相對豐度最大，覆蓋處理比CK小。Trichispora是HHH處理相對豐度最大的菌屬，在SZ和WSJ處理中僅存在較少數(shù)，而在其他覆蓋處理中相對豐度幾乎為零?？谀僭赪SJ處理中相對豐度大，CK中幾乎為零。木霉屬在CK中豐度最低。Monographella在CK中豐度最大，炭角菌屬在WSJ處理中相對豐度最高，其余處理無顯著性差異。

2.3.6真菌群落結構與環(huán)境因子之間的關系

由表8可知，錐蓋傘屬和被孢霉屬與pH之間呈強正相關，粗糙孔菌屬(Trechispora)、木霉屬、支頂孢屬(Acremonium)與pH呈負相關。Conocybe、Mortierella與全氮之間呈極強負相關。Trechispora、支頂孢屬與有效磷呈強負相關。Clitopilus、Trichoderma、Xylaria與速效鉀呈強負相關。水解性氮與被孢霉屬相關性顯著，速效鉀分別與Clitopilus、Trichoderma、Xylaria相關性顯著。全氮與粗糙孔菌屬的相關性顯著。

表8 土壤養(yǎng)分性質與屬水平前10名真菌豐度的相關性分析Table 8 Correlation analysis between soil physical and chemical properties and relative abundance of the top 10 fungi at genus level

3 討論

3.1 不同覆蓋物對細菌群落結構和豐富度的影響

本研究5個處理的土壤中，細菌數(shù)量多、分布廣，在土壤微生物類群中起主導作用。曾路生等[10]研究也發(fā)現(xiàn)在土壤微生物中細菌的多樣性是最高的。金蕎麥、松針、萬壽菊覆蓋的細菌OTU數(shù)量高于無覆蓋處理，這可能是由于覆蓋物的加入為土壤帶來大量易利用有機質，促進土壤中豐富營養(yǎng)型微生物生長，從而導致OTU豐度升高。本研究中，金蕎麥、萬壽菊、松針處理的豐富度比對照高，黃花蒿豐度小于對照。Shannon多樣性排序為：萬壽菊>金蕎麥>松針>無覆蓋>黃花蒿，Simpson多樣性排序為：無覆蓋>萬壽菊>金蕎麥>松針>黃花蒿，出現(xiàn)差異的原因一方面是測序覆蓋率的差別，另一方面是Shannon指數(shù)與Simpson指數(shù)計算方法的差異。但都能看出黃花蒿處理的菌群多樣性較低，說明黃花蒿抑制微生物生長繁殖。這與李倩等[11]研究發(fā)現(xiàn)黃花蒿覆蓋物降低土壤微生物多樣性和均勻度指數(shù)結果一致。

變形菌門和放線菌門在土壤中普遍存在[12-13]，變形菌門是土壤中的優(yōu)勢代表，能進行厭氧光合作用。放線菌門是第二優(yōu)勢菌門，不僅在自然界物質循環(huán)中起到重要作用，還能促使土壤形成團粒結構而改善土壤，本研究中變形菌門占絕對優(yōu)勢。變形菌門、擬桿菌門、硝化螺旋菌門細菌主要參與碳氮循環(huán)，植物利用的氮元素和碳元素都需經(jīng)過生物固氮和CO2固定途徑進入生態(tài)系統(tǒng)。自然環(huán)境(pH、水分、光照、溫度)和人類活動(農藥、化肥的使用和耕作方法)都會對土壤微生物的多樣性產生影響[13]。酸桿菌門作為一種嗜酸菌，在土壤生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色。本研究中黃花蒿、萬壽菊、金蕎麥、松針處理的酸桿菌門豐度較對照高，說明覆蓋后有利于酸桿菌門細菌的生長。柳春林等[14]研究認為，酸性的土壤環(huán)境有利于酸桿菌門的生長，這與本研究中萬壽菊和黃花蒿土壤pH低，酸桿菌門豐度高結果一致。擬桿菌門與土壤碳的有效性呈顯著正相關，松針處理有機質含量相對較高，擬桿菌門豐度大。

芽單胞菌屬是一類常見的根際促生細菌，對植物誘導抗性系統(tǒng)、促進生長、減少病害發(fā)生有積極作用[15]，本研究中覆蓋處理的芽單胞菌屬豐富度低于對照，覆蓋對芽孢桿菌屬產生了抑制作用。有研究表明土壤酸化不利于黃桿菌屬細菌的生存[16]，這與本研究中黃桿菌屬豐度與pH存在正相關關系，覆蓋處理豐度高于對照的結果一致。擬桿菌門中鞘脂單胞菌屬既可抵抗植物病害、降解纖維素，又能促進植物生長，鞘脂單胞菌屬在pH為中性時活性最好[17-18]。本研究中土壤pH差異不大，所以鞘氨醇單胞菌屬豐度相差不大。

3.2 不同覆蓋物對真菌群落結構和多樣性的影響

本研究真菌測序覆蓋率大于0.99，能夠完整地反映樣本中真菌群落的真實情況，OTU數(shù)量和Chao1指數(shù)都可以看出，不同處理真菌豐富度由多到少順序為：松針>金蕎麥>無覆蓋>萬壽菊>黃花蒿，由Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)看出，真菌多樣性由高到低排列為：無覆蓋>松針>金蕎麥>萬壽菊>黃花蒿。松針和金蕎麥處理真菌群落豐富度高于對照，松針處理真菌豐富度高，可能是因為松針中含有多種碳源和營養(yǎng)物質，為真菌提供更加適宜的生長環(huán)境，易于真菌生物量的增加。

覆蓋處理土壤的真菌群落多樣性都低于無覆蓋處理土壤，說明覆蓋對土壤真菌的多樣性以及群落結構多樣性都產生了不利影響。可能是松針、金蕎麥、萬壽菊、黃花蒿中的某些成分通過淋溶作用釋放到土壤中，降低了微生物活性，抑制真菌的生長，從而降低了真菌多樣性[19-20]。曾維才等[19]研究表明松針不同溶劑提取物具有抑菌效果，黃仁術等[21]和馮黎莎等[22]研究結果表明金蕎麥含有的苷類、黃酮類、甾體類、萜類、有機酸類等化合物具有抑菌活性，萬壽菊提取液對青霉、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌具有抑菌作用[23-24]，李倩等[11]和武月紅[25]研究表明黃花蒿提取物對尖孢鐮刀菌具有抑制作用。這些結果均與本研究結果一致。闞麗艷[26]研究表明，松針覆蓋后土壤細菌和真菌數(shù)量及多樣性都升高，與本試驗結果不一致，可能是因為不同種植土壤及環(huán)境因子差異所致。

被孢霉屬真菌通過生態(tài)位競爭作用抑制有害病菌的的生長[27]，是三七土壤中的有益菌和優(yōu)勢菌。大量研究證明，鐮刀菌屬真菌是造成三七、黃芪、白術、川芎、人參、麻黃等藥用植物根腐病的主要病原菌，寄生性和致病力較強，初期由侵染性較強的優(yōu)勢病原菌進行侵染，造成植株根部的局部損傷或在與寄主寄生過程中干擾了寄主細胞的正常代謝，降低寄主抗病能力，或者產生了誘導病原菌侵入的化學分泌物，導致染病植株生物量失衡與代謝失控，為較弱侵染力的病原菌創(chuàng)造了有利條件和途徑，待后續(xù)病菌侵入后快速大量繁殖或產生毒素，加快根部腐爛進程，最終造成植株的死亡[28-32]。鐮刀菌引起的病害屬于土傳病害，根腐病是嚴重限制三七產業(yè)發(fā)展的瓶頸，嚴重的可致三七毀園絕收。本研究中覆蓋物處理后土壤鐮刀菌屬的相對豐度比對照小，說明覆蓋物抑制了鐮刀菌屬的生長與繁殖，有減少三七根腐病害的作用，因此三七種植生產中可以考慮利用松針、黃花蒿、金蕎麥、萬壽菊來進行三七的生物防治和綠色種植，減少三七栽培過程中對農藥的依賴。

木霉菌是廣泛分布于土壤中的習居菌，通過多種作用機制對病原菌產生拮抗作用[33]。木霉能產生代謝物促進植物生長，促進土壤中營養(yǎng)物質釋放等，提高植物抗逆能力[34]，本研究中木霉屬在對照中水平較低，在有機覆蓋中豐度高，說明覆蓋有利于木霉菌的生長，為三七生長提供有利條件，提高三七的抗病原菌能力。

付麗娜等[35-36]研究表明，感病三七較健康三七根際土壤中有益微生物(木霉和放線菌等)的種類和數(shù)目更少，而病原微生物(鐮刀菌、黃桿菌等)的種類和數(shù)目較多，病感三七根際土壤微生物多樣性減弱，結構組成均變得簡單化。崔尹贍[37]研究表明,三七得病后活躍細菌群落的多樣性增加，認為藍藻門、擬桿菌門、放線菌門和酸桿菌門可以作為生病和健康三七的指示菌。譚勇等[38]發(fā)現(xiàn),種植過三七的土壤微生物數(shù)量降低、細菌數(shù)量減少、真菌數(shù)量增加，微生物多樣性下降。苗翠萍[27]卻發(fā)現(xiàn),病根的細菌數(shù)目顯著大于健株，放線菌和真菌的數(shù)目小于健株。本研究中，生長情況良好的松針覆蓋的有益微生物(放線菌、木霉屬)豐度高，三七致病菌(鐮刀菌)豐度低，這可能提示松針覆蓋對減輕三七根腐病的發(fā)生和解決三七種植過程中的連作障礙有一定作用。

3.3 有機物覆蓋后土壤pH、養(yǎng)分狀況與土壤微生物的相關性分析

覆蓋物分解主要在土壤表面進行，因此土壤理化性質對覆蓋物的分解有較大的影響。覆蓋物的分解過程是由土壤微生物和相關酶來實現(xiàn)的，溫度升高有利于微生物生長和酶活性提高[39]，因此覆蓋物的分解效率與土壤溫度在一定范圍內呈正相關。本研究發(fā)現(xiàn)，土壤理化性質與細菌和真菌群落存在強相關性，土壤因子(溫度、水分、ph、養(yǎng)分等)通過影響土壤微生物的活動空間和土壤酶的活性間接影響覆蓋物分解過程和分解速率，在分解過程中覆蓋物的成分與化學性質不斷變化，對覆蓋物下一階段的分解和微生物活動產生動態(tài)影響。不同土壤pH會造成微生物數(shù)量和多樣性的改變[40]，與本研究中pH與微生物群落結構存在較強相關性的結果一致。國春菲[41]和張媚等[42]研究表明,土壤低pH有利于提高真菌多樣性。三七適宜生長的環(huán)境為偏酸性土壤，酸性環(huán)境有利于增強真菌對環(huán)境中水分的利用，以加快自身生長繁殖，還會加重植物病害。pH、速效磷、速效氮為土壤細菌優(yōu)勢屬群落結構的顯著性影響因子，而pH、速效鉀、速效氮為土壤真菌優(yōu)勢屬群落結構的顯著性影響因子。