不同栽培措施對(duì)土壤特性及星油藤產(chǎn)量的影響

摘要：為有效預(yù)防及減輕星油藤根莖腐病并提高星油藤產(chǎn)量，從土壤環(huán)境入手，設(shè)置5種栽培措施，S1（只種植星油藤，對(duì)照處理）、S2（星油藤和大豆間作處理）、S3（種植穴和表土層石灰消殺處理）、S4（施用硫肥處理）和 S5（覆膜處理），探討不同的栽培模式對(duì)星油藤患病病株根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成與多樣性、土壤特性及星油藤產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，（1）星油藤根莖腐病的發(fā)生改變了土壤細(xì)菌和真菌群落的多樣性和豐富度，且不同栽培處理中星油藤病株根際土壤中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門（變形菌門、擬桿菌門和放線菌門）的相對(duì)豐度要高于不同栽培處理中正常非根際土壤中的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門豐度；（2）從 2021年8月到2023年1月，S3處理提高了土壤交換性鈣、鎂的含量和pH，降低了土壤交換性鋁的含量；（3）試驗(yàn)周期后， S1、S2、S3、 S4和S5處理星油藤的產(chǎn)量分別為 4 070.9，4 938.3，6 065.4，4 220.2和 4 985.2 kg·hm-2。S3種植穴石灰消殺處理相比于S1對(duì)照處理，星油藤產(chǎn)量提高了48.99%。最終得出，星油藤發(fā)生根莖腐病后會(huì)影響土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)組成及α多樣性，其中土壤細(xì)菌α多樣性病株根際土壤和正常非根際土壤均是種植穴石灰消殺處理最高，而病株根際土壤真菌α多樣性也是種植穴石灰消殺處理最高；隨著種植年限的增加，種植穴石灰消殺栽培模式能顯著提高土壤pH、土壤交換性鈣、交換性鎂的含量，降低土壤中交換性鋁的含量，且能顯著提高星油藤的產(chǎn)量，是一種適合星油藤的栽培方式。

關(guān)鍵詞：星油藤；根莖腐?。辉耘啻胧?；土壤微生物；土壤養(yǎng)分；產(chǎn)量

星油藤（Plukenetia volubilis L.），為大戟科多年生木質(zhì)藤本植物，又名南美油藤、印加果、印加花生[1]，原生長(zhǎng)在海拔80～1 700 m的南美洲安第斯（Andres）山脈地區(qū)的熱帶雨林[2]。星油藤種子中含有豐富的營養(yǎng)成分，包括不飽和脂肪酸（ω-3、ω-6和ω-9）、蛋白質(zhì)和維生素，并且由于大戟科植物中所含的生物活性成分種類多，因而大部分大戟科植物都具有抗腫瘤、抗菌、抗氧化和抗病毒等藥用作用[3-5]。同時(shí)星油藤還具有降血脂、降血壓，預(yù)防心血管疾病、保養(yǎng)肌膚等作用，因此星油藤廣泛應(yīng)用于食品、保健品、藥品等多個(gè)領(lǐng)域[6-7]。考慮到星油藤較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營養(yǎng)價(jià)值，2006年，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園從秘魯引進(jìn)種植星油藤并于2008年試種成功。隨后，在海南、貴州、廣西等地也開始推廣種植星油藤。然而，隨著種植年限的增加，云南省和海南省種植區(qū)的星油藤出現(xiàn)了葉片變黃、萎蔫、脫落，最后整個(gè)植株干枯死亡，且一株星油藤的死亡也會(huì)導(dǎo)致種植區(qū)的星油藤大面積死亡，最后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樾怯吞俑扛癄€進(jìn)而導(dǎo)致的基莖部腐爛。經(jīng)鑒定，尖孢鐮刀菌是導(dǎo)致云南省西雙版納地區(qū)星油藤出現(xiàn)根莖腐病的原因[8]，而海南地區(qū)種植的星油藤莖腐病則是由于茄青枯雷爾氏菌、茄病鐮刀菌等致病菌引起的[9-10]。關(guān)于減輕及預(yù)防星油藤根莖腐病的措施研究表明，與叢枝菌根真菌共生提高星油藤的抗病性[11]；通過嫁接、藥水浸提以及合理輪作等方式能夠提高星油藤抗病性[12-14]，也可通過改善星油藤生長(zhǎng)的土壤環(huán)境或擇選抗病品種以及生物防治等措施來預(yù)防及減輕星油藤根莖腐病[15-18]。到目前為止尚未有研究通過不同的栽培模式以土壤環(huán)境為著手點(diǎn)來找尋能夠預(yù)防星油藤根莖腐病及提高星油藤產(chǎn)量的方法，因而本研究從不同的栽培措施出發(fā)，探討了其對(duì)土壤特性及星油藤產(chǎn)量的影響，以期找出適合星油藤可持續(xù)健康發(fā)展栽培的模式。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)選取2020年10月種植的星油藤作為研究對(duì)象，樣方地點(diǎn)選在中國云南省西雙版納傣族自治州勐臘縣勐侖鎮(zhèn)中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園東區(qū)（21°54′N，101°15′E），海拔500～520 m，坡度在20°以下，年平均氣溫21.4 ℃。年降水量在1 500 mm左右。土壤為磚紅壤，pH5.0左右。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)栽培處理，各處理3個(gè)重復(fù)，各小區(qū)長(zhǎng)5 m，寬4 m。各小區(qū)種植3壟星油藤，行距為1.5 m；每個(gè)壟內(nèi)種植3株星油藤，每壟星油藤株距為0.9 m，小區(qū)隨機(jī)排列。5個(gè)星油藤種植栽培模式處理分別是：對(duì)照處理S1，只種植星油藤；大豆間作處理S2，大豆與星油藤間作；石灰處理S3，對(duì)星油藤種植穴進(jìn)行石灰消殺；硫肥處理S4，對(duì)星油藤種植區(qū)施加硫肥；覆膜處理S5，種植星油藤時(shí)進(jìn)行地膜覆蓋。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1土壤樣品采集

土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)樣品的采集在每年的1月和8月進(jìn)行，各小區(qū)設(shè)置9個(gè)取樣點(diǎn)，取樣深度為0～20 cm，9個(gè)取樣點(diǎn)的土樣混合為1個(gè)土樣，每個(gè)處理3個(gè)土樣。采集的土壤自然風(fēng)干，隨后過100目篩，用于土壤理化性質(zhì)的測(cè)定。于2023年3月另取不同栽培模式下患莖腐病后的星油藤病株根際土壤和正常非根際土壤。

即在不同重復(fù)小區(qū)所取得的星油藤病根根際土壤。各小區(qū)，取9鉆0～20 cm深度的土壤并混合成一個(gè)樣品，用無菌塑封袋密封冷藏保存，取樣后送回實(shí)驗(yàn)室，去除土樣中的雜草、礫石、土塊、植物殘?bào)w后送至北京諾禾致源科技股份有限公司進(jìn)行高通量測(cè)序，并將這些樣品記錄為正常非根際土壤。而星油藤病根根際土壤同上述步驟，在各小區(qū)中挖出星油藤病根，并抖落其根系及周圍土壤，同樣用無菌塑封袋密封冷藏保存，取樣后送回實(shí)驗(yàn)室，同樣去除土樣中的雜草、礫石、植物殘?bào)w等作為根際土壤樣品，不同的栽培處理分別記為RS1、RS2、RS3、RS4和RS5，并送至北京諾禾致源科技股份有限公司進(jìn)行高通量測(cè)序。

1.3.2星油藤產(chǎn)量的測(cè)定

從2021年7月星油藤成熟后開始測(cè)定星油藤產(chǎn)量，每月月底采摘各小區(qū)所有成熟的星油藤果實(shí)，晾曬后進(jìn)行稱量并記錄產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

1.3.3土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)的測(cè)定

土壤pH采用電位法（水土比為 2.5∶1，v∶w）用無CO2蒸餾水浸提測(cè)定；土壤交換性鋁采用1 mol·L-1 的KCl淋洗，并用NaOH滴定法對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析；而交換性Ca和Mg采用NH4Ac浸提-原子吸收分光光度計(jì)法對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析。

1.3.4土壤微生物樣品提取及16S rDNA文庫構(gòu)建與測(cè)序

由北京諾禾致源科技股份有限公司采用磁珠法土壤基因組DNA提取試劑盒（TianGen），對(duì)樣品基因組DNA進(jìn)行提取。細(xì)菌使用515F/806R 特異引物對(duì)16S rRNA的V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增，真菌使用ITS5F/ITS2R特異引物對(duì)ITS1區(qū)域進(jìn)行CR擴(kuò)增。用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的純度和濃度，PCR產(chǎn)物使用2%濃度的瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳檢測(cè)，對(duì)目的條帶使用通用型DNA純化回收試劑盒（TianGen）回收產(chǎn)物。使用NEB Next UltraTM II FS DNA PCR-free Library Prep Kit（New England Biolabs）進(jìn)行文庫構(gòu)建， 構(gòu)建好的文庫經(jīng)過Qubit和Q-PCR定量，文庫合格后，使用NovaSeq6000進(jìn)行PE 250 上機(jī)測(cè)序。

1.4數(shù)據(jù)分析

土壤微生物細(xì)菌真菌豐度根據(jù)每個(gè)樣本在不同分類等級(jí)（門、綱、目、科、屬、種）的豐度前10的物種，在R軟件（Version 4.0.3）中通過SVG函數(shù)繪制Perl中相對(duì)豐度的分布直方圖。從QIIME2（Version 202202）中Chao1、Shannon和Pielou的3個(gè)指數(shù)計(jì)算Alpha多樣性，并采用SPSS（Version 25.0）軟件進(jìn)行土壤樣品Alpha多樣性的統(tǒng)計(jì)分析。

采用Excel 2021軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，使用SAS（Version 8.0）軟件對(duì)土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析不同土壤栽培處理下的pH、交換性鹽基（Ca、Mg）和交換性鋁（Al）的差異（P≤0.05），并使用Sigmaplot（Version 14.0）繪制星油藤產(chǎn)量等圖表。

2結(jié)果與分析

2.1不同栽培處理對(duì)星油藤土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成的影響

2.1.1細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成

門的分類：由圖1A可知，在細(xì)菌門分類水平上，星油藤正常非根際（S1～S5）和病株根際（RS1～RS5）土壤不同栽培處理細(xì)菌群落主要包括變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteriota）、未知菌門（Unidentified_Bacteria）、擬桿菌門（Bacteroidota）、放線菌（Actinobacteria，細(xì)菌門分類水平放線菌門的特定細(xì)菌種類）、疣微菌門（Verrucomicrobiota）、綠彎菌門（Chloroflexi）、放線菌門（Actinobacteriota）、浮霉菌門（Planctomycetota）、粘菌門（Myxococcota）。其中，變形菌門、酸桿菌門、未知菌門、擬桿菌門和放線菌門是優(yōu)勢(shì)門。在正常非根際土壤中，S1、S2、S3、S4和S5處理優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門的總相對(duì)豐度分別為62.41%、61.21%、60.03%、59.68%和59.48%。S3處理的變形菌門豐度高于其他處理，酸桿菌門豐度則低于其他處理。而在病株根際土壤中，RS1、RS2、RS3、RS4和RS5的總相對(duì)豐度分別為63.00%、62.22%、61.18%、65.48%和66.15%。其中RS5土壤中變形菌門的豐度要高于其他處理，而酸桿菌門的豐度則低于其他處理。但在優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門水平上，正常非根際土壤（S1～S5）中酸桿菌門和未知菌門的相對(duì)豐度要高于病株根際土壤（RS1～RS5）中酸桿菌門和未知菌門的相對(duì)豐度。而變形菌門、擬桿菌門和放線菌門的相對(duì)豐度低于病株根際土壤（RS1～RS5）中變形菌門、擬桿菌門和放線菌門的相對(duì)豐度。

屬的分類：在細(xì)菌屬分類水平上（圖1B），在正常非根際土壤（S1～S5）處理中，芽胞桿菌屬（Niabella）的相對(duì)豐度幾乎為零，而病株在根際土壤（RS1～RS5）處理中，僅在RS5處理中存在芽孢桿菌屬且其相對(duì)豐度為2.05%。Candidatus_Solibacter（未找到其中文名）和ADurb（未找到其中文名）在根際土壤中的相對(duì)豐度要低于正常非根際土壤，而假黃色單胞菌屬（Pseudoxanthomonas）在病株根際土壤中的相對(duì)豐度要高于正常非根際土壤。

2.1.2真菌群落結(jié)構(gòu)組成

門的分類：在真菌門分類水平上（圖2A），非根際土壤（S1～S5）和根際土壤（RS1～RS5）不同栽培處理的真菌群落主要包括擔(dān)子菌門（Basidiomycota）、子囊菌門（Ascomycota）、未知真菌門（Fungi_phy_incertae_sedis）、壺菌門（Chytridiomycota）、球囊菌門（Glomeromycota）、毛霉門（Mucoromycota）、Mortierellomycota（未找到其中文名）、芽枝霉門（Blastocladiomycota）、羅茲菌門（Rozellomycota）、梳霉亞門（Kickxellomycota）。其中正常非根際土壤不同栽培處理下，S1～S5處理擔(dān)子菌門和子囊菌門總相對(duì)豐度分別為56.97%、59.77%、36.99%、64.34%和44.87%；其中S3處理中，擔(dān)子菌門的豐度最低；S4處理中，子囊菌門的豐度最高。而根際土壤不同栽培處理中擔(dān)子菌門和子囊菌門的總相對(duì)豐度分別為51.11%、61.52%、51.48%、62.27%和44.89%。在優(yōu)勢(shì)真菌門中，正常非根際土壤栽培處理中S2和S5的擔(dān)子菌門相對(duì)豐度顯著高于病株根際土壤栽培處理RS2和RS5的擔(dān)子菌門相對(duì)豐度，而S2、S3和S5的子囊菌門相對(duì)豐度顯著低于RS2、RS3和RS5處理的子囊菌門相對(duì)豐度， RS4的芽枝霉門（Blastocladiomycota）相對(duì)豐度為0。

屬的分類：在真菌屬水平上（圖2B），S2中小皮傘屬（Marasmius）的相對(duì)豐度為21.41%，而RS2和RS3中小皮傘屬的相對(duì)豐度分別為1.76%和1.49%。其他處理的相對(duì)豐度幾乎為0。鐮刀菌屬（Fusarium）在病株根際土壤中的相對(duì)豐度高于正常非根際土壤。S1處理的粉褶蕈屬（Entoloma）， S4處理的黑蔥花霉屬（Periconia），S5處理的傘菌屬（Agaricus）和RS2處理的Simplicillium（未找到中文名）的相對(duì)豐度分別為4.95%，7.81%，3.04%和2.99%。在S5、RS1、RS4和RS5處理中，炭團(tuán)菌屬（Hypoxylon）的相對(duì)豐度為0。

2.2不同栽培處理對(duì)星油藤土壤微生物多樣性的影響

2.2.1細(xì)菌多樣性

由表1可知，正常非根際土壤中，S2、S3、S4和S5處理的Chao 1指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou指數(shù)均高于S1處理。其中，S3處理的細(xì)菌豐富度和多樣性顯著高于S1和S2處理。而在星油藤病株根際土壤中，RS3的Chao 1指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou指數(shù)均高于RS1處理。RS2的Chao 1指數(shù)高于RS1處理，但Shannon指數(shù)低于RS1處理，Pielou指數(shù)無差異。RS5的Chao 1指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou指數(shù)均低于RS1。

而將病株根際與正常非根際不同栽培處理進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，RS3、RS4和RS5處理的Chao 1指數(shù)和Shannon指數(shù)要低于相應(yīng)的S3、S4和S5處理，而RS5處理的Pielou指數(shù)要低于S5處理。但RS1和RS2相比于S1和S2處理，Chao 1指數(shù)和Shannon指數(shù)均有所升高且與S1和S2處理具有顯著性差異，RS1處理的Pielou指數(shù)高于S1處理，但差異不顯著。

2.2.2真菌多樣性

由表2可知，在正常非根際土壤中，S3和S4處理的Chao 1指數(shù)顯著高于S2處理，S2和S5處理的Chao 1指數(shù)低于S1處理，但差異不顯著。S2、S3和S5處理的Shannon指數(shù)低于S1處理，除S2處理與S1處理具有顯著性差異外，S3和S5處理與S1處理差異不顯著，而S4處理的Shannon指數(shù)最高，且與S1處理沒有顯著性差異。S2、S3、S4和S5的Pielou指數(shù)均低于S1處理，其中S2處理和S1處理之間具有顯著性差異。RS2和RS3處理的Chao 1指數(shù)和Shannon指數(shù)均高于RS1處理，但沒有顯著性差異。RS2處理的Pielou指數(shù)高于RS1，但沒有顯著性差異。RS4和RS5的Chao 1指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou指數(shù)均低于RS1，但沒有顯著性差異。對(duì)比不同栽培措施下病株根際和正常非根際不同土壤栽培處理發(fā)現(xiàn)，除RS2的Chao 1指數(shù)要高于S2處理外，其他病株根際土壤處理的Chao 1指數(shù)均比正常非根際土壤低；除S4與RS4、RS5和S5之間具有顯著性差異外，其他處理病株根際土壤和正常非根際土壤處理之間的Chao 1指數(shù)差異均不顯著。

與S1、S2和S3相比，RS1、RS2和RS3的Shannon指數(shù)均有所升高，其中RS2與S2處理之間具有顯著性差異。RS4和RS5與S4和S5處理相比，其Shannon指數(shù)則有所降低，但總體上差別不大。與S4處理相比，RS4處理的Pielou指數(shù)有所下降，但差異不顯著。與S1、S2、S3和S5處理相比，RS1、RS2、RS3和RS5處理的Pielou指數(shù)均有所升高，且RS2和S2處理之間具有顯著性差異（表6）。

2.3不同栽培處理對(duì)星油藤土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)的影響

由圖3A可知，2020年10月－2023年1月，隨著時(shí)間的推移，S1、S2、S4和S5處理的土壤交換性鈣（Ca）含量較2020年的初始值并未發(fā)生明顯的變化，但S3處理的土壤交換性Ca含量從2021年1月份顯著增加，其中2021年8月－2023年1月份，S3處理的土壤交換性Ca含量與其他的栽培模式之間具有顯著性差異。

由圖3B可知，2020年10月-2022年1月，S1～S5處理土壤交換性鎂（Mg）含量均有上升，其中S3處理的土壤交換性Mg含量在2021年8月到2022年1月顯著上升，2022年1月S3處理的土壤交換性Mg含量與其他處理之間具有顯著性差異。而2022年1月－2022年8月，除S3處理外，其他處理的土壤交換性Mg含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，尤其是S1處理，其下降幅度較大，S3處理與其他處理之間的土壤交換性Mg含量仍然具有顯著性差異，但2022年8月－2023年1月，除S3處理外，其余處理的土壤交換性鎂Mg含量稍有上升，但S3處理的土壤交換性Mg含量仍然與其他處理具有顯著性差異?？偟膩碚f除S3處理外，截止到2023年1月份，S1、S2、S4、S5處理的土壤交換性Mg含量較初始值并沒有明顯改變。

由圖3C可知，從2020年10月開始，S1、S2、S4、S5處理的土壤交換性鋁（Al）含量總體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中2022年1月，S4處理的土壤交換性Al含量要高于其他處理，而2021年1月、2021年8月和2022年8月，S1處理的土壤交換性Al含量要高于其他處理，而S3處理的土壤交換性Al含量從2020年10月－2023年1月持續(xù)下降，且與其他處理具有顯著性差異。

由圖3D可知，從2020年10月－2023年1月，S1、S2、S4、S5處理的pH相較于初始值未發(fā)生較明顯的變化且呈酸性。而S3處理土壤的pH從2020年10月－2022年8月呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，且與其他處理之間具有顯著性差異，而2022年8月－2023年1月，S3處理的土壤pH有所下降，但仍然與其他處理之間具有顯著性差異。

2.4不同栽培處理對(duì)星油藤產(chǎn)量的影響

由圖4可知，2021年7月至2023年6月，在不同栽培模式處理下，S3處理星油藤的產(chǎn)量顯著高于S1和S4處理。其中S1處理和S4處理、S2和S5處理間星油藤產(chǎn)量沒有顯著性差異，S2和S4處理星油藤產(chǎn)量雖有差異，但差異不顯著。在試驗(yàn)期間，S1～S5處理星油藤產(chǎn)量分別是4 070.9，4 938.3，6 065.4，4 220.2和4 985.2 kg·hm-2。

3討論

3.1土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成及多樣性變化

土壤是植物生產(chǎn)的載體，由于其具有各種微生物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的養(yǎng)分、水分、空氣、pH、滲透壓和溫度，其不僅是微生物生存的良好環(huán)境[19]，也是生態(tài)環(huán)境最基本的要素[20]。微生物、土壤和作物之間的相互關(guān)系是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要驅(qū)動(dòng)力[21]。土壤微生物作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的功能引擎，在土壤結(jié)構(gòu)維持、有機(jī)質(zhì)分解與積累、養(yǎng)分循環(huán)、溫室氣體排放與消耗、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等方面發(fā)揮著不可替代的作用[22-23]。根際是受根分泌物影響最大的微小區(qū)域，同時(shí)也是土壤微生物與植物相互作用的重要場(chǎng)所[24]，根際微生物群落組成對(duì)作物營養(yǎng)、生長(zhǎng)、抗病性和危害均有重要影響[25]。根際微生物多樣性和相對(duì)豐度與植物病害密切相關(guān)[26-27]。研究根際微生物的群落組成和多樣性可以直觀地反映土壤質(zhì)量的變化，有助于揭示根系對(duì)根際環(huán)境的影響機(jī)制[28-29]。

本研究中，不同栽培模式下的星油藤病根根際土壤（RS1～RS5）與非根際土壤（S1～S5）相比，土壤細(xì)菌和真菌豐度都發(fā)生了相應(yīng)的變化，優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門和優(yōu)勢(shì)真菌門也隨著星油藤根莖腐病的發(fā)生產(chǎn)生了相應(yīng)的變化。在門水平下的細(xì)菌群落組成中，非根際土壤（S1～S5）和根際土壤（RS1～RS5）的優(yōu)勢(shì)菌門均為變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteriota）、未知菌門（Unidentified Bacteria）、擬桿菌門（Bacteroidota）和 放線菌門（Actinobacteria）。當(dāng)星油藤發(fā)生根莖腐病后，星油藤病根根際土壤的變形菌門和擬桿菌門（Bacteroidota）的相對(duì)豐度明顯高于非根際土壤。變形菌門（Proteobacteria）分布廣泛，為富營養(yǎng)型細(xì)菌[30]，此種細(xì)菌能夠適應(yīng)多種植物根際微環(huán)境，且能夠在碳源較豐富的土壤環(huán)境中迅速增長(zhǎng)[31]，在擬南芥、玉米、枸杞等植物根際土壤中也有發(fā)現(xiàn)[32]。變形菌門（Proteobacteria）也是一種潛在的致病性細(xì)菌，其相對(duì)豐度的增加會(huì)導(dǎo)致結(jié)腸腸道菌群失調(diào)[33]。而擬桿菌門（Bacteroidota）是造成土壤烴污染的主要細(xì)菌類群，其相對(duì)含量的增加可能會(huì)導(dǎo)致土壤環(huán)境抗性降低，植物病害發(fā)生率增加[34]。而星油藤病株根際土壤（RS1～RS5）處理的酸桿菌門的豐度要低于正常非根際土壤（S1～S5）處理。酸桿菌門屬于嗜酸菌，含有纖維素酶編碼基因，能夠在植物聚合物的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，并且能夠促進(jìn)植物殘?bào)w降解、參與鐵循環(huán)，且具有光合作用能力，在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。一般情況下，根際較非根際土壤pH低，這是由于植物根際能夠分泌有機(jī)酸，使得根際土壤更有利于酸桿菌某些亞群細(xì)菌的生長(zhǎng)。但酸桿菌門屬于寡營養(yǎng)類群，根際的高營養(yǎng)環(huán)境不利于酸桿菌細(xì)菌的定殖和繁殖，因而在低營養(yǎng)環(huán)境中的豐度反而更高[35-37]。

在門水平下的真菌群落結(jié)構(gòu)組成上，根際土壤（RS1～RS5）和非根際土壤（S1～S5）分別為擔(dān)子菌門（Basidiomycota）和子囊菌門（Ascomycota）。在土壤優(yōu)勢(shì)真菌門中，RS2和RS5處理的擔(dān)子菌門（Basidiomycota）相對(duì)豐度顯著低于非根際土壤的S2和S5處理，子囊菌門（Ascomycota）的相對(duì)豐度在RS2、RS3和RS5處理中顯著低于S2、S3和S5處理。擔(dān)子菌門（Basidiomycota）對(duì)木質(zhì)纖維素的分解能力強(qiáng)[38]，為寡營養(yǎng)型真菌[39]，且能與植物共生形成菌根提高植物抗性[40]。而子囊菌門（Ascomycota）是迄今為止真菌界最大的群體，以腐生菌居多，可以分解多種難降解物質(zhì)[41-42]，能夠有效應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化，且對(duì)環(huán)境變化具有抵抗力[43]，同時(shí)在土壤有機(jī)質(zhì)降解中也發(fā)揮著重要作用，而腐生的子囊菌可引起動(dòng)植物殘?bào)w的分解并降解木質(zhì)素等有機(jī)質(zhì)，在生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)中發(fā)揮重要作用[44]，其含量的降低可能會(huì)影響土壤肥力[45]，通常被認(rèn)為是富營養(yǎng)型真菌[39]。

3.2土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)

健康的土壤是糧食安全和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，土壤理化性質(zhì)是土壤健康的重要指標(biāo)[46]。土壤養(yǎng)分不僅是植物生長(zhǎng)必需元素的來源，同時(shí)也是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一[47-48]。在一定程度上，植物連作會(huì)導(dǎo)致土壤pH下降，這可能與藤根分泌物中的酸性成分導(dǎo)致土壤環(huán)境呈現(xiàn)酸性有關(guān)[49-51]。

2020年10月-2023年1月，星油藤不同栽培模式處理下的土壤pH相較于2020年10月均有所增加。土壤pH升高可能是施肥的結(jié)果，也可能與連作所造成的土壤養(yǎng)分耗竭有關(guān)[52-54]。但S4處理在2021年8月-2022年1月卻出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，這不同于其他栽培處理pH的變化趨勢(shì)?？赡苁且?yàn)橥ㄟ^S4處理施加硫肥后，大部分硫肥通過吸附和固定作用儲(chǔ)存在土壤中，并在土壤中發(fā)生一系列遷移轉(zhuǎn)化，直接或間接地影響土壤的性質(zhì)[55]。硫是一種易氧化難還原的元素，已有研究表明，土壤中硫化物、二氧化硫和元素硫在微生物作用下易被氧化為 SO2-4，造成土壤酸化[56]。并且有研究表明，施用硫肥可以降低弱堿性土壤的pH，并且隨著硫肥含量的增加，土壤pH下降更為顯著[57]。

除S3處理外，其他栽培處理的pH均未呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，但pH均保持在6.0左右的酸性環(huán)境以下。由于S3是種植穴石灰消殺處理，因而土壤pH顯著增加。鈣化是一種普遍的全球農(nóng)業(yè)實(shí)踐，用于提高酸性農(nóng)業(yè)土壤的生產(chǎn)力[58]。從目前S3處理對(duì)星油藤產(chǎn)量的影響來看，施用石灰處理確實(shí)能夠在一定程度上提高星油藤產(chǎn)量并在一定程度上預(yù)防及減輕星油藤根莖腐病。

土壤交換性鹽基的含量能反映出土壤鹽基類元素的有效性及其運(yùn)移狀況，這為土壤肥力狀況提供了參考[59]。土壤交換性堿基中，交換性Ca、Mg、Al含量基本不隨著星油藤種植年限的增加以及星油藤根莖腐病的發(fā)生而產(chǎn)生較大的變化，但S3處理土壤交換性Ca、Mg含量顯著增加，交換性Al含量顯著降低。交換性Ca和Mg主要吸附在土壤膠體表面，在酸性土壤環(huán)境下可被土壤中的大量H+交換，進(jìn)入溶液供植物利用或流失，因此在酸性土壤環(huán)境中交換性Ca、Mg含量較低，而堿性土壤環(huán)境中交換性Ca、Mg含量較高[60]，而S3處理通過種植穴石灰消殺，使得土壤pH升高，土壤由酸性土壤變?yōu)閴A性土壤，因而土壤中交換性Ca、Mg含量顯著增加。石灰和生物炭常被用作酸性土壤的改良劑，施用石灰可以提高土壤pH，補(bǔ)充Ca等養(yǎng)分，改善土壤酸化，從而提高土壤微生物活性，加速土壤有機(jī)氮向無機(jī)氮的轉(zhuǎn)化[61-62]。土壤交換性Al主要是衡量土壤交換性酸度的指標(biāo)，因此S3處理的交換性Al含量隨著時(shí)間的增加呈顯著下降趨勢(shì)，直至為零。

4結(jié)論

星油藤發(fā)生根莖腐病后，改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成，其中根際土壤中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門（變形菌門、擬桿菌門、放線菌門）的相對(duì)豐度要高于非根際土壤。土壤微生物細(xì)菌和真菌豐富度和多樣性在星油藤發(fā)病后的根際土壤相比于正常非根際土壤會(huì)出現(xiàn)減少或者增加的變化趨勢(shì)，其中土壤細(xì)菌α多樣性病根根際土壤和正常非根際土壤均是種植穴石灰消殺處理最高，而土壤真菌α多樣性根際土壤種植穴石灰消殺處理最高。2021年8月－2023年1月，S3處理土壤交換性Ca、Mg和pH增加，土壤交換性鋁含量下降。星油藤種植石灰穴消殺栽培模式下可以顯著提高土壤交換性Ca、Mg的含量，降低交換性Al含量，提高土壤pH，使得土壤環(huán)境更有利于星油藤生長(zhǎng)。

在試驗(yàn)期間，S1對(duì)照處理（星油藤單作）、S2星油藤大豆間作處理、S3種植穴石灰消殺處理、S4施加硫肥處理和S5覆膜處理星油藤總產(chǎn)量分別是4 070.9，4 938.3，6 065.4，4 220.2和4 985.2 kg·hm-2。S3種植穴石灰消殺處理相比于S1對(duì)照處理，星油藤產(chǎn)量提高了48.99%。S3處理能顯著提高星油藤產(chǎn)量，是一種值得推廣的栽培模式。

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Effects of Different Cultivation Measures on Soil Characteristics and Yield of Sacha Inchi

ZHANG Jialin FU Qiangtang LIU Changan

（1.Xishuangbanna Tropical Botanical Garden，Chinase Academy of Sciences/Key Laboratory of Sustainable Use of Tropical Plant Resources， Mengla 666303，China； 2.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049，China）

Abstract：

In order to find out the methods that can effectively prevent and reduce the root and stem rot of Sacha inchi and improve its yield， five cultivation measures were set up from the soil environment， including S1 （only planting Sacha inchi， control treatment）， S2 （intercropping of Sacha inchi and soybean）， S3 （lime disinfection and sterilization treatment in planting hole and topsoil）， S4 （sulfur fertilizer application treatment） and S5 （film covering treatment）. The effects of different cultivation modes on the composition and diversity of soil microbial community in the diseased root of Sacha inchi， the soil characteristics of Sacha inchi planting and the yield of Sacha inchi were discussed. The results showed that （1） the occurrence of Sacha inchi root and stem rot disease changed the diversity and richness of soil bacterial and fungal communities， and the relative abundance of dominant bacterial phyla （Proteobacteria， Bacteroidetes， and Actinobacteria） in the rhizosphere soil of diseased plants was higher than that in normal non-rhizosphere soil under different cultivation treatments; （2） From August 2021 to January 2023， S3 treatment increased the content and pH of soil exchangeable calcium and magnesium， while reducing the content of soil exchangeable aluminum; （3） After the experimental period， the yields of Sacha inchi treated with S1， S2， S3， S4， and S5 were 4 070.9， 4 938.3， 6 065.4， 4 220.2， and 4 985.2 kg·ha-1， respectively. Compared with the S1 control treatment， the total yield of the S3 planting hole lime disinfection and sterilization treatment increased by 48.99%. Finally， it was concluded that the structural composition and α diversity of soil microbial community would be affected after the occurrence of stem and root rot disease of Sacha inchi. Among them，the α diversity of soil bacteria was the highest in the soil of diseased plant root and normal non-rooted soil in S3 treatment across all conditions， while the α diversity of soil fungi was the highest in the soil of diseased plant root in S3 treatment; With the increase of planting years， the planting hole lime disinfection and sterilization cultivation mode can significantly increase the soil pH， the content of exchangeable calcium and magnesium in the soil， reduce the content of exchangeable aluminum in the soil， and can significantly increase the yield of Sacha inchi， which is a suitable cultivation mode for Sacha inchi.

Keywords：Sacha inchi; root and stem rot; cultivation measures; soil microorganisms; soil nutrients; yield