栽培模式對(duì)黨參根際土壤微生物功能多樣性的影響

馬瀾　邱黛玉　巫蓉　郭建陳　宋世杰　王雪　陳垣

摘要：為探究連作與輪作2種栽培模式對(duì)黨參根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及功能多樣性的影響，本研究以黨參連作和黃芪-黨參輪作根際為研究對(duì)象，采用 Biolog-Eco技術(shù)分析不同栽培模式下根際土壤微生物群落碳源代謝特征及功能多樣性差異。結(jié)果表明2種栽培模式下，黨參根際土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量及微生物總數(shù)隨著黨參生長(zhǎng)發(fā)育均呈先升后降趨勢(shì)；與輪作相比，連作根際土壤真菌數(shù)量顯著增加，而細(xì)菌及放線菌數(shù)量、微生物總數(shù)顯著降低。黨參根際土壤微生物總體代謝活性能力由大到小依次輪作始期、輪作采收期、連作始期、連作采收期；連作采收期根際土壤微生物豐富度降低且分布均勻度較差，對(duì)碳源利用能力較弱。4類碳源（1種氨基酸類、1種糖類、2種酯類、1種酸類）與第1主成分（PC1）有較高正相關(guān)性，且這些碳源均為有機(jī)酸或糖類的衍生物，表明黨參連作與輪作根際土壤微生物對(duì)碳源利用存在顯著差異。本研究結(jié)果可為黨參連作障礙干預(yù)及合理輪作提供參考。

關(guān)鍵詞：黨參；連作障礙；輪作；根際微生物；碳源利用

中圖分類號(hào)：S567.5+3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2023）05-1132-08

Effects of cultivation modes on microbial functional diversity in the rhizosphere soil of Codonopsis pilosulaMA Lan QIU Dai-yu WU Rong GUO Jian-chen SONG Shi-jie WANG Xue CHEN Yuan

（1.College of Agronomy， Gansu Agricultural University / Gansu Province Key Laboratory of Arid Habitat Crop Science， Lanzhou 730070， China；2.Luhe District Traditional Chinese Medicine Hospital， Nanjing 211599， China）

Abstract：In order to explore the effects of continuous cropping and rotation on the microbial community structure and functional diversity in the rhizosphere soil of Codonopsis pilosula， the rhizosphere of Codonopsis pilosula continuous cropping and Astragalus membranaceus-Codonopsis pilosula rotation was used as the research object. Biolog-Eco technology was used to analyze the differences in carbon metabolism characteristics and functional diversity of soil microbial community under different cultivation methods. The results showed that the number of bacteria， fungi， actinomycetes and the total number of microorganisms in the rhizosphere soil of Codonopsis pilosula increased first and then decreased with the growth and development of Codonopsis pilosula under the two cultivation methods. Compared with rotation， the number of fungi in continuous cropping rhizosphere soil increased significantly， while the number of bacteria and actinomycetes and the total number of microorganisms decreased significantly. The overall metabolic activity ability of microorganisms in the rhizosphere soil of Codonopsis pilosula from large to small in turn was the beginning of ratation， the harvesting period of rotation， the beginning of continuous cropping， and the harvesting period of continuous cropping. In the harvesting period of continuous cropping， the rhizosphere soil microbial richness decreased and the distribution uniformity was poor， and the carbon utilization ability was weak. Four types of carbon sources （including one amino acid， one sugar， two esters， and one acid） had a high positive correlation with the first principal component （PC1）， and these carbon sources were derivatives of organic acids or sugars. These results indicated that there were significant differences in the utilization of carbon sources by microorganisms in the rhizosphere soil of continuous cropping and rotation of Codonopsis pilosula. The results of this study can provide reference for continuous cropping obstacle intervention and reasonable rotation of Codonopsis pilosula.

Key words：Codonopsis pilosula;continuous cropping obstacle;crop rotation;rhizosphere microorganisms;carbon source utilization

黨參[Codonopsis pilosula （Franch.）Nannf.]為桔?？浦参?。黨參、素花黨參[Codonopsis pilosula Nannf.var.modesta（Nannf.）L.T.Shen]或川黨參（Codonopsis tangshen Oliv.）的干燥根，具有健脾益肺，養(yǎng)血生津的功效[1]。黨參作為中國(guó)大宗藥材之一，列入藥食同源范疇，需求量逐年呈上升趨勢(shì)。生產(chǎn)中，黨參產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動(dòng)規(guī)?；N植，致使黨參連作現(xiàn)象較為普遍，進(jìn)而導(dǎo)致黨參種植區(qū)域土壤質(zhì)量下降、黨參產(chǎn)量與品質(zhì)降低。這種連作障礙在其他根莖類藥材（地黃、附子、白術(shù)[2-4]等）的生產(chǎn)過(guò)程亦有發(fā)生，連作障礙現(xiàn)已成為制約中藥材產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的因素之一。

連作障礙的成因主要是持續(xù)種植同一種作物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致土壤pH值下降、有效養(yǎng)分降低及土壤物理性質(zhì)變差，且土壤微生物群落結(jié)構(gòu)失衡，加之根系分泌自毒物質(zhì)抑制生長(zhǎng)，最終造成作物產(chǎn)量降低、產(chǎn)品品質(zhì)下降[5]。同一塊耕地連作種植同一種作物會(huì)影響土壤細(xì)菌和真菌群落的組成和分布，使土壤微生物優(yōu)勢(shì)群落發(fā)生顯著變化[6]，例如半夏連作使根際土壤微生物群落有益類群退化，有害類群豐富度增多[7]；三七連作情況下，根際土壤細(xì)菌種類減少，真菌種類增多，致使根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)呈單一化趨勢(shì)，且隨著連作年限增加，單一化趨勢(shì)越明顯[8-10]。合理輪作使土壤養(yǎng)分更為平衡，改善土壤理化性質(zhì)，土壤微生物區(qū)系更為豐富，從而減少了病害的發(fā)生[11-13]。目前，一些學(xué)者初步分析了黨參連作對(duì)土壤酶活性、有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分含量、黨參根系養(yǎng)分吸收能力等方面的影響[14]，但在黨參連作對(duì)根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及活性方面的影響還未見(jiàn)報(bào)道。為此，本研究通過(guò)Biolog-Eco技術(shù)分析黨參連作與輪作栽培模式下，種植初期和種植后期根際土壤微生物群落功能多樣性差異，為進(jìn)一步的黨參輪作病害消減機(jī)制研究及黨參產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供依據(jù)和基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1.1試驗(yàn)區(qū)域概況試驗(yàn)地點(diǎn)位于甘肅省隴南市宕昌縣理川鎮(zhèn)拉沙村，東經(jīng)104°19′，北緯34°15′，屬溫帶大陸性氣候。年均日照2 100 h，年均氣溫6.7 ℃，年均降水量534.0 mm，年太陽(yáng)輻射量3 724.4 MJ/m²，無(wú)霜期132 d。連作試驗(yàn)田塊土壤有機(jī)質(zhì)含量12.47 g/kg，速效鉀169.86 mg/kg，速效磷25.56 g/kg，硝態(tài)氮30.18 mg/kg，銨態(tài)氮18.01 mg/kg，pH 8.16；輪作試驗(yàn)田塊土壤有機(jī)質(zhì)含量13.41 g/kg，速效鉀186.58 mg/kg，速效磷29.79 g/kg，硝態(tài)氮36.48 mg/kg，銨態(tài)氮18.10 mg/kg，pH 8.18。

1.1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與取樣試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置連作與輪作2種栽培模式，連作年限為1年，輪作前茬作物為黃芪，每處理3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)5.5 m，寬3.5 m，小區(qū)間距40 cm。2019年3月21日，選擇健康且均勻一致的一年生黨參苗移栽，株距8 cm，行距15 cm，試驗(yàn)過(guò)程中各小區(qū)田間管理措施參照黨參高產(chǎn)栽培方案[15]實(shí)施。

于黨參種植始期（3月21日）、黨參快速生長(zhǎng)期（5月13日）、黨參根系生長(zhǎng)旺盛期（7月5日、8月27日）及黨參采收期（10月19日） 采用五點(diǎn)取樣法在各小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的黨參植株，采用抖根法采集黨參植株的根際樣品，置于低溫樣品保存箱，帶回實(shí)驗(yàn)室4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2測(cè)定項(xiàng)目及方法

對(duì)黨參不同生長(zhǎng)時(shí)期的根際樣品進(jìn)行根際土壤微生物種類及數(shù)量測(cè)定；對(duì)種植始期（3月21日）黨參連作（CQ）、輪作（RQ）及采收期（10月19日）黨參連作（CH）、輪作（RH）的根際樣品測(cè)定根際土壤微生物碳源利用特征的變化。

1.2.1土壤混懸液制備將保存根際樣品取出在25 ℃活化24 h后，稱取樣品10.00 g，放入裝有90 ml無(wú)菌水的三角瓶中，總體積為94.90 ml。置于恒溫震蕩機(jī)上震蕩20～30 min，震蕩結(jié)束后靜置20～30 s，用移液槍吸取10 ml上清液，加入 90 ml 無(wú)菌水混勻，然后逐步稀釋制成1×10^-2、1×10^-3、1×10^-4、1×10^-5、1×10^-6混懸液[16]。

1.2.2土壤微生物數(shù)量測(cè)定采用稀釋涂布平板計(jì)數(shù)法，進(jìn)行土壤微生物數(shù)量測(cè)定。分別吸取20 μl 1×10^-2、1×10^-3、1×10^-4土壤混懸液涂布接種在馬丁-孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基平板上，恒溫培養(yǎng)箱28 ℃倒置培養(yǎng)5～7 d進(jìn)行真菌計(jì)數(shù)。分別吸取20 μl 1×10^-4、1×10^-5、1×10^-6土壤混懸液涂布接種在牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基平板上，恒溫培養(yǎng)箱37℃倒置培養(yǎng)3～5 d進(jìn)行細(xì)菌計(jì)數(shù)。分別吸取20 μl 1×10^-3、1×10^-4、1×10^-5土壤混懸液涂布接種在改良高氏一號(hào)培養(yǎng)基平板上，恒溫培養(yǎng)箱28 ℃倒置培養(yǎng)6～8 d進(jìn)行放線菌計(jì)數(shù)，每個(gè)稀釋度重復(fù)3次。

1.2.3土樣微生物群落功能多樣性測(cè)定采用Biolog-Eco平板培養(yǎng)法測(cè)定土樣微生物群落功能多樣性。稱取1.00 g活化后的根際樣品放入99 ml無(wú)菌蒸餾水中，置于恒溫震蕩機(jī)震蕩20 min。震蕩后，置于4 ℃環(huán)境靜置30 min，吸取150 μl上清液加至Biolog-Eco平板各孔，對(duì)照孔加入150 μl無(wú)菌水，于28 ℃培養(yǎng)196 h，每隔24 h用Tecan M200 PRO 多功能酶標(biāo)儀（北京世貿(mào)遠(yuǎn)東科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品）在590 nm和750 nm下測(cè)定各孔的吸光度，每個(gè)處理重復(fù)3次。

以590 nm和750 nm兩個(gè)波長(zhǎng)下的差值作為所測(cè)反應(yīng)孔、對(duì)照孔的吸光值進(jìn)行計(jì)算[17]，得出黨參根際土壤微生物群落對(duì)碳源的利用能力指標(biāo)[平均顏色變化率（AWCD）]。再根據(jù)土壤微生物培養(yǎng)96 h后測(cè)定的吸光度數(shù)據(jù)計(jì)算土壤微生物群落物種分布豐富程度的綜合指標(biāo)[Shannon-wiener多樣性指數(shù)，（H′）]、土壤微生物對(duì)碳源基質(zhì)的平均利用活性水平指標(biāo)[Pielou 均勻度指數(shù)，（E）]、微生物對(duì)碳源富集種類相對(duì)敏感程度指標(biāo)[McIntosh多樣性指數(shù)，（U）][18]。上述指標(biāo)的計(jì)算式如下[19-22]：

1.3土壤微生物碳源利用主成分分析及土壤微生物群落功能多樣性聚類分析利用種植始期（3月21日）及收獲期（10月19日）不同栽培模式下采集的根際樣品，微生物培養(yǎng)96 h后得到的31 種碳源顏色變化率進(jìn)行主成分分析（PCA）；以歐氏距離為指標(biāo)[23]，進(jìn)行黨參連作、輪作始期和收獲期土壤微生物群落功能多樣性的聚類分析。

1.4數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用 Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪圖，利用 SPSS19.0軟件進(jìn)行處理間差異顯著性分析、主成分分析及聚類分析。

2結(jié)果與分析

2.1黨參根際土壤微生物種類及數(shù)量

如圖1所示，黨參種植始期（3月21日）連作根際土壤真菌數(shù)量低于輪作，而在5月13日采樣時(shí)，連作根際土壤真菌數(shù)量較同時(shí)期輪作增加4.91%。黨參生長(zhǎng)前期（3月至7月）連作與輪作根際土壤真菌數(shù)量均呈增加趨勢(shì)，但連作的增加量更明顯。生長(zhǎng)后期（8月至10月）連作和輪作的真菌數(shù)量總體都呈穩(wěn)定的趨勢(shì)，黨參連作根際土壤真菌數(shù)量極顯著高于輪作處理。隨著黨參的生長(zhǎng)發(fā)育，黨參連作和輪作根際土壤細(xì)菌數(shù)量均總體呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，且輪作根際土壤細(xì)菌數(shù)量顯著高于連作處理。8月27日、10月19日采樣時(shí)連作根際土壤細(xì)菌數(shù)量分別比同時(shí)期輪作降低18.74%、17.59%。黨參連作與輪作根際土壤放線菌數(shù)量亦呈先上升后下降的趨勢(shì)，且輪作根際土壤放線菌數(shù)量極顯著高于連作。同樣，黨參連作與輪作根際土壤微生物總數(shù)變化也表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，8月27日采樣時(shí)，黨參連作根際土壤微生物總數(shù)較輪作降低19.59%。10月19日采樣時(shí)，黨參連作與輪作根際土壤真菌、細(xì)菌、放線菌數(shù)量及微生物總數(shù)均有顯著差異。綜上分析，伴隨著黨參生長(zhǎng)，黨參連作根際土壤真菌數(shù)量較輪作有顯著增加，最高時(shí)增加17.86%。而黨參連作根際土壤細(xì)菌、放線菌、微生物總數(shù)數(shù)量均顯著減少，分別最大減少18.74%、18.73%、19.59%。

2.2黨參根際土壤微生物利用碳源動(dòng)力學(xué)分析

如表1所示，隨培養(yǎng)時(shí)間的增加，黨參連作、輪作種植始期（CQ、RQ）與采收期（CH、RH）的根際土壤微生物AWCD呈逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)，根際土壤微生物AWCD在24～72 h期間均以指數(shù)形式快速擴(kuò)增。120 h后根際土壤微生物AWCD變化緩慢。培養(yǎng)96 h后，輪作始期的根際土壤微生物AWCD顯著高于連作始期，輪作采收期的根際土壤微生物AWCD顯著高于連作采收期，且輪作始期的根際土壤微生物AWCD最高值較連作始期的最高值增高7.62%，輪作采收期的黨參根際土壤微生物AWCD最高值較連作采收期的最高值增高4.90%。由此可見(jiàn)，黨參輪作采收期的根際土壤微生物對(duì)底物碳源的總體利用能力最強(qiáng)，而黨參連作均降低了種植始期、采收期根際土壤微生物總體活性，尤其黨參連作采收期顯著降低了根際土壤微生物代謝活力。

2.3黨參根際土壤微生物不同碳源變化特征分析

黨參連作始期（CQ）、采收期（CH）根際土壤微生物群落對(duì)氨基酸類、糖類、脂類、醇類、酸類和胺類碳源的利用程度分別與輪作始期（RQ）和采收期（RH）均存在顯著差異（表2）。對(duì)于氨基酸類碳源而言，黨參連作始期根際土壤微生物AWCD與輪作始期沒(méi)有顯著差異，但連作采收期較輪作采收期降低9.20%。對(duì)于糖類碳源來(lái)說(shuō)，連作始期根際土壤微生物AWCD較輪作始期降低20.21%，且輪作采收期達(dá)到最大。對(duì)于酯類碳源來(lái)說(shuō)，連作始期根際土壤微生物AWCD較輪作始期降低26.96%，連作采收期根際土壤微生物對(duì)酯類碳源利用（AWCD）顯著低于輪作采收期。對(duì)于醇類、胺類碳源來(lái)說(shuō)，連作始期根際土壤微生物AWCD達(dá)到最大，且顯著高于輪作始期。連作始期根際土壤微生物對(duì)胺類碳源利用（AWCD）較輪作始期高27.40%，但連作采收期較輪作采收期降低13.51%。對(duì)于酸類碳源來(lái)講，輪作始期根際土壤微生物AWCD達(dá)到最大，連作始期根際土壤微生物AWCD較輪作始期降低14.66%，但連作采收期根際土壤微生物對(duì)酸類碳源利用（AWCD）較輪作采收期高13.83%。綜合來(lái)說(shuō)，黨參連作、輪作始期根際土壤微生物均對(duì)氨基酸類碳源顯現(xiàn)出傾向性，黨參連作采收期根際土壤微生物傾向于利用酸類、酯類碳源；輪作始期根際土壤微生物對(duì)酸類碳源利用達(dá)到最大，采收期傾向于利用糖類、酯類碳源。

2.4黨參根際土壤微生物多樣性指數(shù)比較分析

如表3所示，黨參連作始期（CQ）、采收期（CH）與輪作始期（RQ）、采收期（RH）根際土壤微生物的Shannon-wiener指數(shù)無(wú)顯著差異。黨參連作始期與采收期根際土壤微生物的均勻度指數(shù)均顯著低于輪作始期、采收期。黨參連作始期根際土壤微生物的McIntosh指數(shù)與輪作始期無(wú)顯著性差異，但連作采收期根際土壤微生物的McIntosh指數(shù)顯著低于輪作采收期。綜上所述，結(jié)合Shannon-wiener指數(shù)、均勻度指數(shù)及McIntosh指數(shù)結(jié)果分析，黨參連作始期根際土壤微生物對(duì)碳源基質(zhì)的平均利用活性顯著低于輪作始期；連作采收期較輪作采收期顯著降低了根際土壤微生物數(shù)量、富集程度及對(duì)碳源利用能力。

2.5黨參根際土壤微生物碳源利用主成分分析

根際土壤微生物對(duì) 31 種碳源利用情況共提取兩個(gè)主成分（PC1、PC2），總解釋度達(dá)85.03%，PC1、PC2的解釋度分別為50.67%和34.36%（表4）。有17種碳源與PC1呈正相關(guān)，其中L-蘇氨酸、β-甲基-D-葡萄糖苷、吐溫40、D-半乳糖酸-γ-內(nèi)酯、2-羥苯甲酸與PC1相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.7以上。有21種碳源與PC2呈正相關(guān)，其中L-精氨酸、L-絲氨酸、D-纖維二糖、D-蘋(píng)果酸等碳源與PC2相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.6以上。通過(guò)相關(guān)系數(shù)及各碳源利用情況對(duì)比分析推測(cè)PC1可能代表黨參連作、輪作始期與采收期根際土壤微生物對(duì)碳源利用差異因素，PC2可能代表黨參連作、輪作始期與采收期根際土壤微生物對(duì)碳源利用相似性。

2.6黨參根際土壤微生物功能多樣性聚類分析

聚類分析結(jié)果表明，連作始期（CQ）與輪作始期（RQ）的歐氏距離為1，輪作采收期（RH）與連作始期、輪作始期的歐氏距離為5，同歸為一類（A類）；而連作采收期與上述3個(gè)處理的歐氏距離為25，單獨(dú)列為一類（B類）。其中A類氨基酸類、糖類平均利用率分別達(dá)到0.96、0.89，醇類、酯類利用率均超過(guò)1.12，胺類、酸類的平均利用率分別達(dá)到0.80、1.16；B類主要表現(xiàn)為氨基酸利用率為0.79，糖類利用率為0.85，醇類利用率為0.78，酯類利用率為0.93，胺類利用率為0.64，酸類利用率為1.07。B類較A類氨基酸類、糖類利用率分別降低17.09%、4.07%，醇類、酯類、胺類、酸類利用率分別降低28.73%、17.03%、19.47%、8.08%。

3結(jié)論與討論

作物連作后由于根系有害分泌物的積累、土壤有害微生物的增加，常常會(huì)導(dǎo)致作物死苗率的增大[24-26]。因此，如何優(yōu)化栽培措施、改良土壤養(yǎng)分、篩選適宜外源物質(zhì)來(lái)緩解作物連作障礙已成為設(shè)施農(nóng)業(yè)及名貴中藥材種植的熱點(diǎn)問(wèn)題。 通常認(rèn)為輪作是克服連作障礙有效措施之一。郝曉芬等[27]研究結(jié)果表明輪作能維持健康的土壤微生物生態(tài)體系，使根際土壤微生物豐度增加，有益菌數(shù)量增多。本試驗(yàn)結(jié)果表明雖然黨參連作與輪作根際土壤真菌、細(xì)菌、放線菌及微生物總數(shù)都隨黨參生長(zhǎng)呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，但黨參連作根際土壤真菌數(shù)量最高達(dá)到4.03×104CFU/g，是輪作的1.18倍，同時(shí)期黨參輪作根際土壤細(xì)菌數(shù)量為9.02×107CFU/g，是連作的1.23倍。說(shuō)明黨參連作根際土壤真菌數(shù)量顯著增多，細(xì)菌數(shù)量顯著減少，微生物群落結(jié)構(gòu)由細(xì)菌型向真菌型轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致微生物群落結(jié)構(gòu)失衡，間接導(dǎo)致病害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加。同時(shí)期黨參輪作根際土壤放線菌數(shù)量為6.73×106CFU/g，是連作的1.45倍；微生物總數(shù)為9.7×107CFU/g，是連作的1.24倍。與連作相比，輪作可顯著增加細(xì)菌、微生物總數(shù)數(shù)量，降低根際土壤真菌數(shù)量，保持微生物群落結(jié)構(gòu)平衡，增加微生物群落豐富度，有利于黨參生長(zhǎng)發(fā)育，這與李冰圳[28]研究結(jié)果一致。

土壤微生物可參與土壤有機(jī)質(zhì)分解、腐殖質(zhì)形成，是土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定及持續(xù)健康發(fā)展的保證[29-30]。連作會(huì)導(dǎo)致土壤微生物活性下降，養(yǎng)分消耗單一，進(jìn)而影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用 [31-32]。李戌清等[33]研究結(jié)果表明輪作倒茬能提高土壤微生物群落多樣性指數(shù)，增強(qiáng)土壤酶活性，加速土壤中養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，更有利于保持或提高土壤肥力和土地生產(chǎn)力。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)比分析黨參連作、輪作始期與采收期根際土壤微生物多樣性指數(shù)及碳源代謝等指標(biāo)，結(jié)果表明黨參輪作始期根際土壤微生物AWCD最高值較連作始期增高了7.62%，黨參輪作采收期根際土壤微生物AWCD最高值較連作采收期增高了4.90%，且連作根際土壤微生物群落Shannon-wiener指數(shù)、均勻度指數(shù)及McIntosh 指數(shù)都不同程度降低，這與前人在連作黃瓜[34]、大豆[35]、馬鈴薯[36]等作物上的研究結(jié)果相一致。黨參連作始期和采收期根際土壤微生物總數(shù)量、富集程度以及對(duì)31種碳源基質(zhì)平均活性均低于輪作始期與采收期，尤其是黨參連作采收期根際土壤微生物豐富度降低，分布均勻度差，碳源利用多樣性范圍縮小，進(jìn)而表現(xiàn)為連作后期養(yǎng)分利用情況較差，難以供給黨參生長(zhǎng)發(fā)育所需養(yǎng)分，導(dǎo)致連作效應(yīng)明顯。相較于連作而言，輪作可顯著提高微生物活性及碳源代謝能力，根際土壤微生物數(shù)量豐富且較集中，對(duì)碳源利用能力較強(qiáng)，進(jìn)而促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)利用，提供黨參正常生長(zhǎng)發(fā)育所需養(yǎng)分。此外，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黨參連作始期根際土壤微生物傾向于利用氨基酸類、醇類、胺類化合物，但連作采收期根際土壤微生物對(duì)3類化合物利用程度均下降，對(duì)酸類化合物利用增強(qiáng)；輪作始期根際土壤微生物傾向于利用氨基酸類、酸類化合物，輪作采收期根際土壤微生物傾向于利用糖類與酯類化合物?？稍邳h參種植期間根據(jù)根際土壤微生物對(duì)碳源利用的傾向性添加適宜碳源，增強(qiáng)微生物碳源代謝能力，提高土壤微生物活性，加快土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化。

土壤微生物憑借高豐度、代謝多樣性在土壤碳元素的循環(huán)中發(fā)揮重要作用，參與碳循環(huán)的多個(gè)環(huán)節(jié)，影響植物生長(zhǎng)。萬(wàn)平平等[37]研究發(fā)現(xiàn)海棠、月季等植物根際土壤微生物對(duì)糖類、羧酸類和氨基酸類有較高的代謝活性。本研究主成分分析結(jié)果顯示黨參連作與輪作種植始期、采收期根際土壤微生物對(duì)L-蘇氨酸、β-甲基-D-葡萄糖苷、吐溫40、D-半乳糖酸-γ-內(nèi)酯、2-羥苯甲酸等碳源利用程度差異顯著，這些碳源為有機(jī)酸或糖的衍生物，是黨參連作與輪作土壤微生物群落功能產(chǎn)生差異的關(guān)鍵原因之一。結(jié)合前人研究結(jié)果分析，造成該現(xiàn)象的原因可能是由于黨參連作期間根際分泌物累積，同時(shí)連作造成土壤微生物的適應(yīng)性改變，出現(xiàn)微生物類群集中或分散的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致連作與輪作黨參根際土壤微生物對(duì)碳源利用出現(xiàn)不同程度的差異。但連作障礙與根際土壤微生物環(huán)境變化的關(guān)系復(fù)雜多樣，后期可進(jìn)一步探討黨參連作年限增加對(duì)土壤根際微生物群落富集變化的影響，從多層面、多角度闡明根際土壤微生物多樣性與連作障礙之間的關(guān)系。

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