不同種植方式對連作土壤細菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性的影響

宋秀麗，黃瑞龍，柯彩杰，黃蔚，章武*，陶波

1. 嶺南師范學院，廣東 湛江 524048；2. 東北農(nóng)業(yè)大學，黑龍江 哈爾濱 150030

土壤微生物是土壤中生命活性物質(zhì)，參與土壤中物質(zhì)循環(huán)和能量代謝，對維持農(nóng)田土壤肥力，保持土壤健康和農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)具有重要作用（宋長青等，2013；蔡元鋒等，2014；潘孝晨等，2019）?；?6S rRNA基因的分子生物技術(shù)能夠較全面和準確地反映土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和物種遺傳多樣性，目前已被廣泛地應用在土壤微生物群落的研究上（Edgar，2013；夏圍圍等，2014）。

大豆（Glycine max）是中國重要糧食作物之一，也是東北黑土區(qū)旱地主要種植作物之一。由于土地資源有限、經(jīng)濟利益驅(qū)動及種植習性，大豆連作為當?shù)刂饕N植方式。在連作過程中出現(xiàn)的連作障礙，增加植物的發(fā)病率，影響作物的健康，其中大豆根腐病和包囊線蟲成為制約大豆生產(chǎn)的重要病害（Mo et al.，2016；Xiong et al.，2016；宋杰，2016）。選用大豆抗病品種，將大豆與其他作物進行輪作種植是目前防治病害的主要措施（Perez-Brandan et al.，2014；王芳等，2018）。不同的農(nóng)業(yè)種植方式影響著土壤中的化學、物理和生物過程，并引發(fā)土壤微生物群落組成的變化（Fierer et al.，2012）。增加作物類型和輪作能夠促進土壤養(yǎng)分的合理利用，協(xié)調(diào)土壤微生物的豐富度和均勻度，增加作物抗病性（Tian et al.，2015：Wang et al.，2015；Benitez et al.，2017）。也有研究表明，大豆長期連作可以減輕連作障礙。大豆連作14年，土壤中大豆根腐病潛在病原菌鐮孢菌屬的物種豐度顯著降低（Hamid et al.，2017；Liu et al.，2019）。

土壤細菌是養(yǎng)分活化的驅(qū)動者，是土壤微生物中的重要群體，同時是一些植物病原物的拮抗菌（Mendes et al.，2011）。國內(nèi)外學者對不同種植方式下大豆細菌群落多樣性的研究表明，種植方式對土壤中細菌豐度和多樣性都產(chǎn)生了影響，并且土壤中有效 N和有機質(zhì)（OM）對微生物群落影響較大（Fan et al.，2011；周嵐等，2013）。目前，關(guān)于作物輪作緩解連作障礙的研究報道較多（Tan et al.，2016：李銳等，2015），但在大豆長期連作的土壤上，不同種植方式對土壤細菌群落的影響尚不明確。因此本研究基于 Illumina MiSeq第二代高通量測序平臺，設(shè)置休耕、休耕-大豆、玉米-大豆、小麥-大豆和大豆連作 5個處理，研究5種種植方式對土壤細菌群落結(jié)構(gòu)組成、物種多樣性的影響，并與土壤化學性質(zhì)指標進行相關(guān)性分析，以期為優(yōu)化大豆種植，改善土壤微生態(tài)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗于 2005年開始，試驗地位于中國北方黑龍江省黑河市嫩江中儲糧公司四場第五中隊。嫩江是中國大豆之鄉(xiāng)，是麥豆主要生產(chǎn)區(qū)，土壤類型為黑土。試驗地氣候?qū)儆诤疁貛Т箨懶约撅L氣候，地理坐標為 125°27′E，49°33′N。當?shù)啬昶骄鶜鉁貫?.8—1.4 ℃，平均降雨量為480—512 mm，冬季寒冷、漫長、干燥，最低氣溫為-47.3— -43.7 ℃；夏季雨熱同季，最高氣溫為33.9—37.4 ℃。

1.2 試驗設(shè)計

2005年3月之前實驗地為大豆連作種植區(qū)域，2005年4月開始設(shè)置5種種植方式處理：休耕地塊（CK）、大豆連作種植（SC）、休耕-大豆輪作種植（FS）、玉米-大豆輪作種植（CS）和小麥-大豆輪作種植（WS），每個處理設(shè)3個重復小區(qū)，每個小區(qū)面積666.7 m2，采用完全隨機區(qū)組設(shè)計。作物種植前使用尿素、磷酸二銨和硫酸鉀3種肥料。大豆每年施用 33.1 kg·hm-2N、24.1 kg·hm-2P 和 21.6 kg·hm-2K，玉米施用 59.0 kg·hm-2N、40.1 kg·hm-2P 和 43.1 kg·hm-2K，以及小麥施用 73.0 kg·hm-2N、30.1 kg·hm-2P 和 21.6 kg·hm-2K。在玉米的孕穗階段額外施用59.0 kg·hm-2N。

1.3 土壤取樣

于2016年10月30日秋季大豆成熟后進行土壤樣品采集。每個小區(qū)采用5點法在作物根部周圍用土鉆采耕層土（直徑5 cm，深20 cm），裝入密封袋，重復3次，混合為一個土壤樣品，裝入干凈的無菌自封袋中。將共15份土壤樣品運回實驗室，剔除作物根系殘體和雜物，取一份樣品于-80 ℃冰箱中保存，用于土壤微生物分析，另一份樣品用于土壤化學性質(zhì)的測定。

1.4 土壤化學性質(zhì)測定

土壤樣本室溫風干后磨碎，過0.2 mm篩。微量元素有效態(tài)銅（Cu）、鐵（Fe）、錳（Mn）和鋅（Zn）用0.005 mol·L-1二乙三胺乙酸提取后，用原子吸收分光光度計測定；有效態(tài)硼（B）用鉀亞胺比色法測定；土壤pH按水土比2.5∶1進行前處理，然后用pH計測定；土壤有機質(zhì)（OM）使用重鉻酸鉀容量法檢測；有效磷（P）用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法檢測；有效氮（N）采用擴散法檢測；有效鉀（K）采用1 mol·L-1NH4OAc浸提-火焰光度法檢測（魯如坤，2000）。

1.5 土壤細菌總DNA的提取及16S rRNA擴增測序

使用土壤基因組DNA試劑盒（Power Soil? DNA Isolation Kit，MoBio Laboratories Inc.，CA）提取 0.5 g土壤樣品的總DNA，利用1.0%瓊脂糖凝膠電泳和超微量紫外分光光度計檢測DNA質(zhì)量。以前端引物343F（5′-TACGGRAGGCAGCAG-3′）和后端引物798R（5′-AGGGTATCTAATCCT-3′）對 16S rRNA 基因的V4—V5區(qū)進行PCR擴增。PCR反應條件為：95 ℃預變性3 min；95 ℃變性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸45 s，25個循環(huán)；72 ℃延伸20 min。擴增結(jié)束后，使用2%瓊脂糖凝膠對PCR擴增產(chǎn)物進行電泳，檢查擴增效果。切取目的片段后，用Axygen凝膠回收試劑盒回收。將回收的目的片段進行測序。每個樣本設(shè)置3個重復實驗，將同一個樣本的3個平行擴增產(chǎn)物混合得到一個樣本的原始文庫。采用Illumina Miseq二代高通量測序平臺2×250 bp的雙端測序策略對文庫進行測序。土壤微生物測序服務(wù)委托上海天昊生物科技有限公司完成。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

首先對原始測序序列進行過濾，得到有效序列，然后對有效序列進行去雜優(yōu)化，采用UPARSE聚類方法將經(jīng)過質(zhì)控后的序列按序列間 97%的相似性進行聚類，形成不同的分類單元（operational taxonomic units，OTUs）。利用 mothur（Version 1.33.3）進行Alpha多樣性分析（Chao、ACE等物種豐富度統(tǒng)計，Shannon、Simpson等物種多樣性統(tǒng)計）、Venn圖繪制，Beta多樣性分析（PCA分析）。利用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行整理、匯總及相關(guān)系數(shù)等計算分析，利用SPSS 19.0軟件中的Duncan分析法對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，P＜0.05為差異顯著。所有樣品相似度樹圖、Venn圖、PCA分析圖、微生物群落組成結(jié)構(gòu)等制圖通過R語言軟件的ggplot 2程序包完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植方式對土壤化學性質(zhì)的影響

由表1可知，不同種植方式對土壤化學性質(zhì)產(chǎn)生了顯著影響（P＜0.05）。與CK相比，SC土壤中OM、有效N、K、Zn、Fe和Mn含量顯著增加，有效P顯著降低。FS土壤中有效Cu、Mn和P含量顯著降低。WS土壤有效P和Cu含量顯著增加，土壤中OM、有效N和Fe顯著低。CS土壤中有效K和Zn含量顯著降低。CK土壤中OM、有效K和Mn的含量顯著高，有效Cu和Fe含量顯著低?？梢姡煌N植方式顯著改變了土壤化學性質(zhì)。

表1 不同種植方式對土壤化學性質(zhì)的影響Table 1 Soil chemical properties of different cropping systems

2.2 不同種植方式土壤細菌群落結(jié)構(gòu)比較分析

對各樣品細菌群落物種豐度及分布進行PCA，由圖1a可知，主成分1和主成分2分別占51.807%和 17.979%，樣本的細菌群落結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)顯著差異（P＜0.05）。5種種植方式下土壤細菌群落分成3組，其中休耕和輪作處理細菌群落顯著不同于 SC處理，F(xiàn)S與CK細菌群落結(jié)構(gòu)相似，WS和CS細菌群落結(jié)構(gòu)相似，并且WS和CS細菌群落結(jié)構(gòu)相似程度較高（圖1b），說明不同輪作方式對土壤細菌群落結(jié)構(gòu)影響顯著。

圖1 不同種植方式土壤細菌群落的相似度分析Figure 1 Differences of soil bacterial community structure in different cropping systems

2.3 不同種植方式對土壤細菌群落豐度和多樣性的影響

如表2所示，不同種植方式下土壤細菌菌群豐度及菌群多樣性差異顯著（P＜0.05）。FS土壤中細菌菌群豐度（Chao1/ACE）和菌群多樣性（Shannon）顯著增高（表1）(P＜0.05)，其他種植方式下細菌群落豐度和多樣性差異不顯著。菌群豐度總體表現(xiàn)為FS＞CK＞CS＞W(wǎng)S＞SC，菌群多樣性總體表現(xiàn)為FS＞W(wǎng)S＞CS＞CK＞SC。與 SC 相比，F(xiàn)S、CS和 WS種植方式能夠增加土壤中細菌菌群豐度和菌群多樣性。

表2 不同種植方式土壤細菌群落的豐度及多樣性Table 2 Effects of different cropping systems on bacterial community abundance and diversity

如圖2所示，5種種植方式下土壤環(huán)境中共有細菌OTUs數(shù)量為2376個。CK土壤中細菌OTUs有4965個，其中特有OTUs有747個。FS土壤中細菌OTUs有5788個，其中特有OTUs有535個。CS土壤中細菌OTUs有4893個，其中特有OTUs有183個。WS土壤中細菌OTUs有4789個，其中特有OTUs有225個。SC土壤中細菌OTUs有4835個，其中特有OTUs有268個?？梢?，不同種植方式土壤環(huán)境中細菌OTUs呈現(xiàn)差異，并且不同種植方式改變了土壤特有OTUs的數(shù)量，進而影響了土壤細菌群落豐度和均勻度。

圖2 不同種植方式土壤細菌OTUs的Venn圖Figure 2 Venn diagram of soil bacteria OTUs under different cropping systems

2.4 不同種植方式對土壤細菌群落組成的影響

由圖3可知，東北黑土土壤中細菌群落主要分布在變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）和放線菌門（Actinobacteria）中。在所有種植方式的土壤中，Proteobacteria相對豐度顯著最高，占細菌群落的23%—37%。與其他處理相比，SC土壤中變形菌門的相對豐度顯著增高，酸桿菌門的相對豐度減少。擬桿菌門的相對豐度占比為13%—20%，其中WS土壤中擬桿菌門的相對豐度最低。放線菌門的相對豐度占比為4%—14%，與其他處理相比，在FS土壤中相對豐度顯著降低。因此，不同種植方式顯著改變了土壤細菌優(yōu)勢類群的相對豐度，影響細菌群落結(jié)構(gòu)的組成。

圖3 不同種植方式土壤細菌在門水平上的物種組成變化Figure 3 Changes in species annotation to OTUs of soil bacteria from different cropping systems at the phylum level

由圖 4可知Gp4、Gp6、Gemmatimonas、Gp1 Gaiella、WPS-1_genera_incertae_sedi、Flavobacteriu、Gp3、Rhizomicrobium、Rhodanobacter、Terrimonas、opitutus和Pedobacter菌群在土壤中相對豐度較高，是東北黑土土壤細菌群落的主要菌屬。SC土壤中Gp4相對豐度為2.51%，與SC相比，CK、FS、CS和 WS土壤中Gp4的相對豐度顯著增高，分別為9.43%、4.51%、6.35%和5.28%。Gp6的相對豐度在SC中為2.13%，與之相比，其相對豐度在CK、FS、CS和WS土壤中顯著增高，分別為5.37%、4.99%、4.03%和4.51%。Gemmatimonas的相對豐度在SC中為1.97%，與之相比，其相對豐度在CK、FS、CS和WS土壤中顯著增高，分別為2.61%、2.40%、2.91%和4.56%?？梢娦莞洼喿魈幚盹@著改變了優(yōu)勢菌屬在群落中的相對豐度。

圖4 不同種植方式土壤細菌在屬水平上的物種組成變化Figure 4 Changes in species annotation to OTUs of soil bacteria from different cropping systems at a genus

硝化螺旋菌屬（Nitrospira）、厭氧蠅菌（Anaerolinea）、固氮菌（Azotobacter）及產(chǎn)甲烷菌的甲烷八疊球菌屬（Methanosarcina，厭氧菌）是土壤中的潛在有益菌，可促進土壤化學循環(huán)，保持土壤肥力。根瘤菌（Rhizobium）有利于作物對氮的吸收。芽孢桿菌（Bacills）是增加植物抗病性的潛在有益菌。在FS土壤中，硝化螺旋菌屬、厭氧蠅菌、固氮菌及甲烷八疊球菌屬相對豐度顯著最高（表3）。與SC相比，F(xiàn)S處理的硝化螺旋菌屬和固氮菌的相對豐度分別增加了0.47%和0.37%。在5個處理中，根瘤菌在SC、WS和CS土壤中顯著增高，在CK和FS中顯著降低（P＜0.05）。芽孢桿菌的相對豐度在WS中顯著最高，在CK和FS土壤中最低（表 3）?？梢姡煌N植方式顯著改變了土壤土壤中有益細菌的相對豐度。

表3 不同種植方式下潛在有益菌的相對豐度Table 3 Relative abundance of potentially beneficial bacteria in different cropping systems

2.5 土壤細菌主要類群相對豐度與土壤化學性質(zhì)的相關(guān)性

將所有樣品的細菌菌群與土壤化學性質(zhì)進行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)土壤中Proteobacteria菌群與土壤中P和Cu極顯著正相關(guān)；Acidobacteria與OM顯著正相關(guān)，與P、Cu極顯著負相關(guān)；Bacteroidetes與有效P、Cu、pH和Mn含量顯著正相關(guān)；Actinobacteria與OM、有效K和Mn呈極顯著負相關(guān)（表4）。進一步分析發(fā)現(xiàn)，土壤中優(yōu)勢細菌屬與土壤化學性質(zhì)存在顯著相關(guān)性（P＜0.05）（表 5）。Gp4與有效Cu和Zn含量極顯著負相關(guān)；Gp6與OM、有效N極顯著正相關(guān)，與有效P、Cu含量極顯著負相關(guān)；Gemmatimonas與有效P和Cu含量極顯著負相關(guān)；Gp1與有效Fe含量極顯著正相關(guān)，與pH極顯著負相關(guān)。同時，土壤中其他優(yōu)勢菌屬與土壤OM和有效P、Cu、Mn等呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。土壤中Nitrospira與土壤 OM和 N、Zn、Fe的有效含量顯著相關(guān)；Rhizobium與土壤OM和N、K、Mn有效含量顯著相關(guān)；Azotobacter與土壤N、Zn和Fe有效含量顯著相關(guān)；Bacills與土壤pH和K、Mn有效含量顯著相關(guān)?？梢?，土壤中細菌有益菌群與不同土壤化學性質(zhì)呈現(xiàn)顯著相關(guān)性（表6）。

表4 土壤細菌優(yōu)勢菌門與土壤化學性質(zhì)相關(guān)關(guān)系Table 4 Correlations between dominant phyla of soil bacteria and soil chemical properties

表5 土壤細菌優(yōu)勢菌屬與土壤化學性質(zhì)相關(guān)關(guān)系Table 5 Correlations between potentially beneficial bacteria and soil chemical properties

表6 潛在有益菌與土壤化學性質(zhì)的相關(guān)性Table 6 Correlations between potentially beneficial bacteria and soil chemical properties

3 討論

3.1 不同種植方式對細菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性的影響

土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及組成與土壤環(huán)境密切相關(guān)，種植方式會引起土壤理化性質(zhì)、水汽熱條件的變化，進而改變微生物群落結(jié)構(gòu)。研究證明，變形菌、酸桿菌、擬桿菌和放線菌是農(nóng)田土壤細菌中的優(yōu)勢類群（Liu et al.，2017）。不同種植方式在一定程度上改變了變形菌、擬桿菌、酸桿菌門的相對豐度（Li et al.，2014）。在本研究中，5種種植方式下變形菌是土壤中最豐富的的類群，相對豐度在23%—37%，這與前人研究結(jié)果一致（沈冰潔等，2015；朱琳等，2017）。與連作相比，輪作處理顯著降低了土壤中變形菌的相對豐度，增加了酸桿菌的相對豐度，這與前人研究結(jié)果不一致。朱英波等（2014）對黑龍江富錦地區(qū)兩個相鄰的大豆土壤細菌多樣性分析發(fā)現(xiàn)，輪作土壤以變形菌為優(yōu)勢類群，連作以酸桿菌為優(yōu)勢類群。研究結(jié)果不同表明，不同門類細菌在不同生態(tài)區(qū)和不同種植方式下所占比例不同。

大豆連作障礙一直是研究的熱點問題，針對不同土壤、不同種植方式下大豆田土壤微生物變化已有諸多研究。由于生態(tài)環(huán)境、種植方式以及種植年限不同，微生物類群及其豐度變化的結(jié)果也不盡相同。眾多研究證明，大豆連作后大豆根際分泌物及單一的田間管理導致土壤生態(tài)環(huán)境向著利于病原真菌積累的方向偏移（Li et al.，2014）。研究證明黑龍江西部地區(qū)大豆經(jīng)過短期連作后，大豆根際細菌群落多樣性和豐富度增加（王芳等，2018）。輪作和大豆短期連作（2年和4年連作）土壤多樣性高于長期連作（連作7年）（陳雪麗，2015）。因此，大豆土壤細菌群落豐度主要是隨著大豆連作年限的增加呈現(xiàn)先增加而后降低的現(xiàn)象。也有研究證明長期連作導致健康土壤向致病土壤再向抑病土壤的轉(zhuǎn)變（Schreiner et al.，2010）。研究證明，土壤抑病功能是由不同功能生物類群結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變導致的，包括細菌優(yōu)勢菌群豐度變更和土壤中有益菌的增加（王闖進，2014）。研究證明長期連作（20年）土壤的優(yōu)勢細菌與輪作土壤的相似度更高，并且一些有益菌的豐度高于輪作土壤的，如與固氮有關(guān)的根瘤菌，以及促進植物生長和對病原菌有防控作用的芽孢桿菌的豐度在連作4年、10年土壤中都高于在輪作土壤中。硝化螺旋菌屬、厭氧蠅菌、固氮菌和甲烷八疊球菌屬有助于土壤中的亞硝酸氧化成硝酸鹽，進而提高土壤的氮肥（Li et al.，2018）。本研究中大豆連作促進了土壤根瘤菌相對豐度的增高，小麥-大豆輪作促進了芽孢桿菌相對豐度的增高，而休耕-大豆輪作促進了硝化螺旋菌屬、厭氧蠅菌、固氮菌和甲烷八疊球菌屬相對豐度的增高。同時玉米-大豆和小麥-大豆輪作土壤中的硝化螺旋菌屬也顯著高于大豆連作土壤中的。這一現(xiàn)象說明在大豆連作土壤上實施休耕-大豆輪作及其他輪作更利于增加土壤中有益菌群的豐度，進而提高土壤地力。

土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性決定了土壤微生物群落的穩(wěn)定性及其抗逆能力，是土壤生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要指標（Smith et al.，2008）。Yin et al.（2010）研究顯示，與連作相比，輪作體系顯著改變微生物的群落結(jié)構(gòu)。然而，Venter et al（.2016）發(fā)現(xiàn)輪作條件下微生物群落并不發(fā)生改變，且不同的研究手段、輪作方式、種植年限等因素會導致研究結(jié)果產(chǎn)生差異。本研究證實，大豆連作土壤中細菌菌群豐度（Chao1/ACE）和菌群多樣性最低，3中輪作種植方式都改變了土壤細菌群落結(jié)構(gòu)，其中休耕-大豆輪作能夠顯著增加土壤中細菌菌群豐度（Chao1/ACE）和菌群多樣性（Shannon）。通過分析韋恩圖發(fā)現(xiàn)，休耕顯著增加了土壤中特有 OTUs的數(shù)量，因此提高了土壤微生物多樣性數(shù)值。研究表明休耕有利于耕層中水分與溫度的保持，因此促進了土壤微生物的生長繁殖（徐光輝等，2018）。本研究中小麥-大豆和玉米-大豆輪作土壤中的細菌群落豐度和多樣性也高于大豆連作土壤中的。輪作通過增加作物的種類和生物量的方式增加土壤微生物的食物來源，進而導致土壤微生物多樣性增加（Wang et al.，2011）。因此本研究證實，在大豆連作土壤上增加休耕和輪作制度可以改善土壤細菌群落結(jié)構(gòu)，增加群落多樣性（Navarro et al.，2013；Ai et al.，2015）。

3.2 不同種植方式土壤化學性質(zhì)和微生物的相關(guān)性

據(jù)報道，不同的作物種植方式使得土壤中營養(yǎng)元素利用和轉(zhuǎn)化效率不同，進而使土壤形成不同的肥力性質(zhì)（Xun et al.，2015）。連作可能導致土壤養(yǎng)分失調(diào)（劉株秀等，2019）。研究證明，大豆連作脅迫導致土壤有效Zn、Mn和Fe增加（韓麗梅等，2000）。研究發(fā)現(xiàn)，與大豆連作相比，種植玉米、小麥對土壤P的需求相對減少，利于土壤有效磷的積累（李玉潔等，2015）。也有研究證明輪作5年和大豆連作13年顯著增加了土壤pH和有效養(yǎng)分含量（劉株秀等，2019）。本研究發(fā)現(xiàn)大豆連作土壤中OM和有效N、K、Zn、Fe、Mn顯著增加，有效P顯著降低；休耕-大豆輪作消耗了土壤中有效Mn含量；小麥-大豆輪作消耗了土壤OM和有效N、Fe的含量，而促進土壤有效P和Cu含量的積累。因此，不同生態(tài)環(huán)境、種植方式和種植時間會顯著影響土壤化學性質(zhì)。

研究證明，土壤化學性質(zhì)影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，土壤中OM和有效N含量的增加可以促進細菌多樣性的形成（Liu et al.，2014；Li et al.，2018）。隨著土壤養(yǎng)分的積累，變形菌的相對豐度增加（Zeng et al.，2017）。通過相關(guān)性分析，本研究土壤中變形菌與土壤中有效P和Cu含量顯著相關(guān)；擬桿菌與土壤有效P、Cu和Mn的含量顯著相關(guān)；放線菌與土壤中OM和有效Mn含量顯著負相關(guān)；酸桿菌與OM正相關(guān)，與有效Cu負相關(guān)。一些研究證明土壤 pH是決定細菌群落演替的主導因子（Pii et al.，2015），而本研究證明OM、P、Cu、Mn與土壤細菌群落相關(guān)性更大，這可能是由于本研究的土壤樣本間pH差異不顯著，而微量元素差異顯著。實驗結(jié)果證明，種植方式、土壤化學性質(zhì)和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)是具有相關(guān)性（Ofek et al.，2014；Pang et al.，2017）。以上研究結(jié)果表明，不同種植方式及土壤化學性質(zhì)對各類土壤細菌群落影響不一致。

4 結(jié)論

與大豆連作處理相比，休耕與輪作顯著改變了土壤細菌群落結(jié)構(gòu)。休耕-大豆能夠顯著促進土壤細菌群落相對豐度和多樣性的形成，小麥-大豆輪促進效果作次之；休耕與休耕-大豆細菌群落結(jié)構(gòu)相近，并且促進了土壤中特有OTUs的形成。休耕、輪作處理顯著降低了變形菌門的相對豐度，增加了酸桿菌門的相對豐度；同時休耕和輪作處理顯著改變了土壤中細菌優(yōu)勢菌屬在群落中的相對豐度，尤其是顯著增加了Gp4、Gp6和Gemmatimonas的相對豐度。休耕-大豆輪作處理顯著增加了土壤中硝化螺旋菌屬、厭氧蠅菌、固氮菌及產(chǎn)甲烷菌的甲烷八疊球菌屬的相對豐度，小麥-大豆輪作能夠促進土壤中芽孢桿菌的相對豐度，有利于增加土壤抗病性。因此在大豆連作地區(qū)實施休耕-大豆輪作和小麥-大豆輪作更利于土壤細菌群落豐度和多樣性的形成。同時，本研究發(fā)現(xiàn)不同種植方式顯著改變了土壤化學性質(zhì)，并且土壤中優(yōu)勢菌群與土壤OM，有效P、Cu、Mn等化學性質(zhì)的含量呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。因此，種植方式和土壤化學性質(zhì)能夠調(diào)控土壤細菌組成結(jié)構(gòu)。