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有机废弃物对辣椒、番茄幼苗生长及根际微生物群落的影响_王灿.pdf

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资源描述

1、热带农业科技Tropical Agricultural Science&Technology2023,46(3):22-29有机废弃物对辣椒、番茄幼苗生长及根际微生物群落的影响王灿1,解志强1,孙媛2,赵强彪1,朱德颜1,毛振坤2,彭翠仙1*(1.文山州农业科学院,云南文山 663000;2.文山州植保植检站,云南文山 663000)摘要摘要:为探究农业有机废弃物基质对辣椒、番茄幼苗根际微生物组成与多样性的影响,以农业有机废弃物(A 处理)、商品育苗基质(CK 处理)作为基质分别设置盆栽试验,通过高通量测序分析作物根际微生物群落差异。结果表明:不同处理的辣椒、番茄幼苗在株高、茎粗方面无显著差异

2、;在干重、生长函数、壮苗指数方面,A 处理显著高于 CK 处理。生化指标中,辣椒 A 中处理叶绿素含量、根系活力、可溶性糖含量显著高于 CK 处理;番茄中 A 处理叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖含量、根系活力显著高于 CK 处理。在微生物群落组成与多样性方面,A 处理降低了辣椒、番茄苗根际土壤中酸杆菌门相对丰度,增加了厚壁菌门、担子菌门相对丰度,显著降低了辣椒和番茄幼苗根际土壤真菌群落多样性指数。相关性分析中土壤 pH 值、有机质、速效 K 含量与 A 处理的富集类群厚壁菌门相对丰度显著正相关。担子菌门相对丰度则与通气孔隙度、有机质、速效 K 含量显著正相关。有机废弃物基质改变了辣椒、番茄幼苗根

3、系微生物群落结构和相对丰度,使相关的有益微生物显著富集,介导作物生长,这为有机废弃物基质化在辣椒、番茄育苗中的运用提供了理论依据。关键词关键词:有机废弃物;育苗基质;辣椒;番茄;根际微生物中图分类号:S641.2;S641.3;S154.3文献标识码:A文章编号:1672-450X(2023)03-0022-08Effects of Organic Wastes on Growth and Rhizosphere Microbial Community of PepperEffects of Organic Wastes on Growth and Rhizosphere Microbial

4、Community of Pepperandand Tomato SeedlingsTomato SeedlingsWANG Can1,XIE Zhiqiang1,SUNYuan2,ZHAO Qiangbiao1,ZHU Deyan1,MAO Zhenkun2,PENG Cuixian1*1.Wenshan academy of agricultural sciences,Wenshan 663000,China;2.Plant Protection and Quaratine Station in Wenshan State,Wenshan 663000,ChinaAbstract:Abst

5、ract:In order to explore the effects of agricultural organic waste substrate on the composition and diversity of rhizo-sphere microorganisms in pepper and tomato seedlings,pot experiments were conducted with agricultural organic waste(treatment A)and commercial seedling substrate(treatment CK)as sub

6、strates,and the differences of crop rhizosphere mi-crobial communities were analyzed by high-throughput sequencing.The results showed that there were no significant dif-ferences in plant height and stem diameter among pepper and tomato seedlings treated with different treatments;In termsof dry weigh

7、t,growth function,and seedling strength index,treatment A was significantly higher than treatment CK.Interms of biochemical indicators,the chlorophyll content,root activity,and soluble sugar content of chili peppers treatedwith A were significantly higher than those treated with CK;In tomato,the chl

8、orophyll,soluble protein,soluble sugar con-tent,and root activity of treatment A were significantly higher than those of treatment CK.In terms of microbial communi-ty composition and diversity,treatment A reduced the relative abundance of Acidobacteria in the rhizosphere soil of pepperand tomato see

9、dlings,and increased the relative abundance of Firmicutes and Basidiomycota,and significantly reduced thediversity index of fungal communities in the rhizosphere soil of pepper and tomato seedlings.In the correlation analysis,收稿日期:2023-02-10基金项目:云南省重大科技专项计划(202102AE090005);云南省科技支撑项目(2019IC009)作者简介:王

10、灿(1993),男,助理研究员,硕士,研究方向为园艺植物生物技术。E-mail:W通讯作者:彭翠仙(1979),女,副研究员,硕士,研究方向为植物资源遗传与成分研究。E-mail:DOI:10.16005/ki.tast.2023.03.005王灿等:有机废弃物对辣椒、番茄幼苗生长及根际微生物群落的影响2023,46(3)蔬菜是云南高原特色农业重点产业。其中辣椒(Capsicum annuumL.)、番茄(Lycopersicon escul-entumMill.)已成为云南省主要的外销亚热带果蔬作物之一。随着产业化、机械化、规模化、自动化程度的不断提高,对育苗基质的需求量也急剧上升1。目前市

11、场上普遍使用的育苗基质主要成分是草炭,但其资源有限、短期内不可再生,大量开发会导致生态环境恶化,且国内草炭品质参差不齐,影响育苗效果。为此,利用一些农业有机废弃物,通过发酵腐熟、炭化、添加外源物等方式2,开发价格低廉的新型有机复合育苗基质代替草炭已成为当务之急和研发的热点,具有重要的经济和生态意义。农业生产过程中产生的有机废弃物富含有机质、N、P、K 等营养元素3,通过堆肥发酵、炭化处理、添加外源物料等方式制成育苗基质,一方面育苗效果显著,提高了农业废弃物利用率,另一方面保护了生态环境。Yous-ry 等4研究发现,葡萄果实废弃物堆肥发酵后与泥炭或蛭石 11 混合作为黄瓜育苗基质,可显著提高种

12、子萌发、幼苗成活率及质量,同时降低育苗成本,可用于园艺苗圃的商业化生产。Perez-Murcia 等5利用城市污泥替代草炭作为基质观察对西兰花生长的影响,结果表明城市污泥用量为30%时西兰花生长最快。辣椒、番茄主要采用育苗盘方式进行育苗,育苗基质是影响幼苗质量的主要因素,不仅为幼苗生长提供水分与养分,同时也起到对外界环境不利因素刺激的缓冲作用6。有研究表明,基质的理化性状会影响微生物类群、数量、养分释放量,进而影响植物对养分的利用情况7-9。王闯等9研究表明,椰糠+菇渣+珍珠岩制成育苗基质明显促进番茄植株生长,其产量、光合特性、根呼吸和微生物含量都显著高于对照(草炭)。宋佳泽10通过将不同处理

13、的秸秆用于黄瓜种植,结果发现各处理均在一定程度上促进了根际土壤中酶活性和芽单胞菌科、鞘脂单胞菌科等土壤微生物生长 繁 殖,进 而 提 高 土 壤 养 分,促 进 黄 瓜 生 长 发育。张凯歌等11发现,柠条堆肥结合适度深翻有效促进了土壤细菌群落的多样性,提高功能基因丰度与 6 大碳源利用水平。大量研究表明,有机废弃物基质对植物幼苗生长有显著促进作用,但对辣椒、番茄幼苗根际微生物群落结构的影响鲜有报道。因此,本研究采用 16S/ITS rDNA 对成苗期的辣椒、番茄根际微生物进行扩增子测序,旨在探究有机废弃物基质对辣椒、番茄幼苗根际微生物群落结构的影响,为利用有机废弃物作为育苗基质提供理论依据。

14、1 材料和方法1.1 供试材料辣椒品种为 京滇皱皮椒,购买于云南京滇种业有限公司。番茄品种为 305,由云南农业大学滇台特色农业产业化工程研究中心提供。有机废弃物育苗基质主要材料包括稻壳生物炭、发酵茶渣等,为上一阶段试验筛选得出的最佳配比12。商品育苗基质为 绿成丰 牌,由连云港恒奥达肥料科技有限公司生产,主要成分为草炭土、蘑菇渣、珍珠岩、矿石、豆粕渣。基质理化性状由试验前期完成测定(表 1、表 2)。1.2 方法试验于 2021 年 4 月2021 年 12 月在文山州农业科学院进行,共设 2 个处理,A 处理为有机废弃物育苗基质,CK 处理为商品育苗基质。将发芽整齐一致的辣椒、番茄种子播种

15、于每盘 36 孔的育苗盘中,每盘为一次重复,每个处理各 3 次重复。苗龄 65 d 时,采用 5 点取样法选取soil pH value,organic matter,and available K content were significantly positively correlated with the relative abundanceof the enriched group Firmicutes in treatment A.The relative abundance of Basidiomycota is significantly positively corre-la

16、ted with aeration porosity,organic matter,and available K content.The organic waste substrate has changed the microbi-al community structure and relative abundance of the roots of chili and tomato seedlings,significantly enriching relevantbeneficial microorganisms and mediating crop growth.This prov

17、ides a theoretical basis for the application of organicwaste substrate in chili and tomato seedling cultivation.Key wordsKey words:organic waste;seedling substrate;pepper;tomato;rhizosphere microorganisms23热带农业科技Tropical Agricultural Science&Technology2023,Vol.46,No.3表 1 基质物理性状 处理 p H 电导/m S c m-1 容

18、重/g c m-3 总孔隙度/%持水孔隙/%通气孔隙度/%水气比 A 7.3 1 0.0 9 a 0.9 4 6 0.0 6 b 0.3 1 6 0.2 6 b 7 6.8 8 0.0 7 a 5 0.2 7 0.0 6 a 2 5.6 1 0.1 3 a 1.9 6 3 0.1 1 a C K 6.8 9 0.1 1 b 1.9 7 2 0.0 8 a 0.4 9 6 0.1 3 a 4 6.6 6 0.1 0 b 3 1.6 9 0.0 9 b 1 5.9 7 0.1 1 b 1.9 8 1 0.1 2 a 注:同列数据后不同小写字母表示 0.0 5 水平差异显著(P 0.0 5),下同。

19、表 2 基质化学性状 处理 中性阳离子交/c m o l(k g+)-1 腐殖质含量/%有机质/%速效氮/m g k g-1 速效磷/m g k g-1 速效钾/m g k g-1 A 3 3.7 0 7 1.8 5 b 3 0.9 4 1 0.2 3 a 5 2.3 3 1 0.3 5 a 6 3 4.5 5 7 2.4 3 b 1 3 4.6 4 7 0.3 0 a 6 5 3.7 1 7 0.3 6 a C K 4 2.6 7 1.3 3 a 2 3.1 9 5 0.4 0 b 3 3.4 4 9 0.1 8 b 1 2 3 1.9 2 3 2.8 9 a 1 2 2.1 9 0.3 0

20、 b 6 0 9.3 6 7 1.2 3 b 整齐一致的植株整株,拔出并抖落附着的土壤基质,用无菌刷刷取粘附在根表面的土壤基质混合于 50 mL 无菌离心管中,迅速置于干冰中保存运输,后置于-80 冰箱保存备用,同时收集抖落土壤用于检测理化性质;将植株保存于 4 用于生化检测。植株干重用分析天平测量,株高和茎粗用刻度尺、游标卡尺测量。叶绿素采用紫外分光光度法测定12,根系活力采用 TTC 法测定13,可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定14,蛋白质含量采用考马斯亮蓝 G-520 染色法测定15。生长函数(mg/d)=全株干重/苗龄壮苗指数=(地下部分干重/地上部分干重茎粗/株高)全株干重秧苗根际微生

21、物 DNA 提取均使用 HiPure SoilDNA Kit 核酸提取试剂盒,使用 Qubit dsDNA HSAssay Kit 检测 DNA 浓度。由 GENEWIZ,Inc(SouthPlainfield,NJ)公司完成二代测序文库构建和测序。16S rDNA 上 V3 及 V4 区引物系列如下:F:5-CCTACGGRRBGCASCAGKVRVGAAT-3;R:5-GGACTACNVGGGTWTCTAATCC-3。ITS rDNA 上的 ITS2 可 变 区 引 物 如 下:F:5-GTGAATCATC-GARTC-3;R:5-TCCTCCGCTTATTGAT-3。通过 Illumin

22、a MiSeq 进行双端测序。1.3 数据统计与处理数据差异显著性分析使用 DPS 7.05(Duncan新复极差法,P0.05)。测序数据质量优化使用Cutadapt 1.9.1、Vsearch 1.9.6、Qiime 1.9.1。2 结果与分析2.1 对幼苗生长代谢的影响不同处理下辣椒、番茄的株高、茎粗无显著差异(表 3),在干重、生长函数、壮苗指数方面,A 处理显著高于 CK。在生化指标上(表 4),辣椒中 A处理叶绿素含量、根系活力显著高于 CK,可溶性蛋白和可溶性糖含量则无显著差异;番茄中 A 处理叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖含量、根系活力均显著高于 CK。表 3 不同处理对幼苗生长

23、的影响 作物 处理 株高/c m 茎粗/c m 干重株/g 生长函数/m g d-1 壮苗指数 辣椒 A 1 2.8 0 0.2 6 a 0.2 8 0.0 1 a 0.6 4 0.0 5 a 9.8 5 0.2 6 a 0.3 1 0.1 0 a C K 1 2.6 7 0.7 1 a 0.2 7 0.0 1 a 0.5 1 0.0 2 b 7.8 5 0.3 8 b 0.2 4 0.0 5 b 番茄 A 1 4.2 7 0.5 0 a 0.3 7 0.0 3 a 0.7 7 0.0 9 a 1 1.8 5 0.3 4 a 0.4 2 0.0 7 a C K 1 3.0 7 0.5 5 a

24、0.3 6 0.0 6 a 0.6 2 0.0 1 b 9.5 4 0.2 5 b 0.3 3 0.1 1 b 表 4 不同处理对幼苗生化指标的影响 作物 处理 叶绿素含量/m g g-1 根系活力/g (h g)-1 可溶性蛋白含量/m g g-1 可溶性糖含量/m g g-1 辣椒 A C K A C K 1.6 4 0.0 9 a 3 9.7 6 0.5 9 a 4 4.5 6 2.7 6 a 9.8 1 0.9 8 a 1.3 2 0.1 1 b 3 3.6 4 0.6 7 b 4 3.1 6 1.8 1 a 9.2 4 0.7 5 a 番茄 1.8 7 0.1 3 a 4 4.4 7

25、 0.4 7 a 3 5.5 3 2.1 2 a 1 5.6 4 0.3 6 a 1.5 6 0.1 4 b 3 5.9 8 0.1 6 b 3 1.4 8 2.2 7 b 1 1.5 6 0.4 9 b 24王灿等:有机废弃物对辣椒、番茄幼苗生长及根际微生物群落的影响2023,46(3)2.2 根际微生物群落组成试验共收集 4 个样本,质控后依据 97%相似性聚类获得 269 个细菌 OTUs、142 个真菌 OTUs(不同样本取并集所得)。A 处理下辣椒、番茄根际土壤 细 菌 OTU 个 数 分 别 为 186、219,CK 则 分 别 为247、227(图 1a)。A 处理辣椒、番茄根际

26、土壤真菌OTU 个数分别为 71、77,CK 则分别为 97、126(图1b)。A 处理作物根际土壤细菌和真菌 OTU 数均低于 CK。土壤细菌门水平组成如图 2a 所示,4 个土壤样本共得到 9 个类群,相对丰度从大到小依次为变 形 菌 门(Proteobacteria)、拟 杆 菌 门(Bacteroide-tes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝细菌门(Cyano-bacteria)、Patescibacteria、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimon-adetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)。

27、A 处理辣椒和番茄 根 际 土 壤 中 酸 杆 菌 门 占 比 分 别 是 5.97%和8.27%,低于 CK(10.48%、21.92%),芽单胞菌门、绿弯 菌 门、Patescibacteria、蓝 细 菌 门 占 比 也 均 低 于CK。但 A 处理下辣椒、番茄根际土壤中厚壁菌门分 别 为 2.21%和 3.93%,高 于 CK(1.24%和0.59%)。土壤细菌属水平下(Top15),黄杆菌属(Flavobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、De-vosia为主要细菌属,且 A 处理以上细菌属相对丰度均高于 CK(图 2b)。真菌门水平下,除 A 处理辣椒样本外,

28、其余样本物种数目均为 4,主要菌群为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomy-cota)。A 处理辣椒、番茄根际土壤中担子菌门相对丰度分别为 26.43%和 20.52%,高于 CK(1.67%和1.61%,图 2c)。属 水 平 下(Top15),毛 孢 子 菌(Trichosporon)、Aspergillus、Graphium为主要菌属,且 A 处 理 以 上 真 菌 属 相 对 丰 度 均 高 于 CK(图2d)。2.3 根际微生物群落多样性分析根据表 5 可知,辣椒 A 处理根际土壤细菌丰富度指数 Ace 和 Chaol(200.66 和 197.04)显著低于

29、CK(254.26 和 253.38),多 样 性 指 数 Shannon 和Simpson(5.03 和 0.98)同 样 显 著 低 于 CK(6.83 和1.10);真菌情况与细菌相似,A 处理根际土壤真菌丰富度指数和多样性指数均显著低于 CK 处理。A 处理番茄根际土壤细菌丰富度指数和多样性指数均低于 CK,但两者间无显著差异;真菌丰富度指数和多样性指数则显著低于 CK。表明 A处理显著降低了辣椒根际土壤细菌、真菌群落的丰富度和多样性,对番茄根际细菌群落多样性无显著影响,但显著影响真菌群落多样性。主坐标分析中,样本点距离的远近代表了样本中微生物群落的相似性,距离越近,相似度越高;聚集在

30、一起的样本由相似的微生物群落构成。如图 3a,在细菌中第一主坐标揭示了样本间72.26%的差异并将 A 处理和 CK 处理区分开,第二主坐标揭示了样本 18.12%的差异。真菌中(图 a.细菌群落花瓣图;b.真菌群落花瓣图。图 1 根际微生物 O T U 花瓣图 ab25热带农业科技Tropical Agricultural Science&Technology2023,Vol.46,No.3a.细菌门水平下物种累积柱状图;b.细菌属水平下群落物种累积柱状图(T o p 1 5);c.真菌门水平下物种累积柱状图;d.真菌属水平下群落物种累积柱状图(T o p 1 5)。图 2 根际土壤细菌、真

31、菌门水平与属水平群落组成 表 5 微生物多样性指数 作物 处理 细菌 真菌 A c e C h a o l S h a n n o n S i m p s o n A c e C h a o l S h a n n o n S i m p s o n 辣椒 A C K A C K 2 0 0.6 6 2.3 4 b 1 9 7.0 4 3.7 0 b 5.0 3 0.4 8 b 0.9 8 0.0 2 b 7 5.1 4 1.3 2 b 8 8.2 0 2.8 1 b 2.5 4 0.3 8 b 0.6 3 0.0 6 b 2 5 4.2 6 5.4 2 a 2 5 3.3 8 6.4 2 a

32、 6.8 3 0.1 5 a 1.1 0 0.1 2 a 1 0 0.1 9 1.3 4 a 1 0 0.0 3 2.6 3 a 3.7 3 0.2 4 a 0.8 5 0.0 6 a 番茄 2 3 1.0 2 1.7 0 a 2 3 0.8 8 0.9 8 a 6.1 2 0.0 6 a 0.9 7 0.0 1 a 7 9.2 6 2.4 1 b 8 0.3 3 1.7 9 b 3.5 0 0.3 4 b 0.9 2 0.0 8 b 2 3 4.8 7 5.0 9 a 2 3 1.9 1 1.0 4 a 5.9 2 0.0 1 a 0.9 5 0.0 1 a 1 2 7.5 9 8.6 0

33、a 1 2 8.5 7 2.1 8 a 5.8 3 0.6 4 a 1.2 5 0.6 0 a 3b)第一主坐标揭示了样本间 61.5%的差异并将 A处理和 CK 处理区分开,第二主坐标揭示了样本35.33%的差异。2.4 微生物群落与基质性状相关性分析冗余分析中选择基质土壤相关理化性状与属水平下丰度前 10 的微生物进行分析。根据图 4a,持水孔隙度、通气孔隙度、速效 P、速效 K、pH 及腐殖质均对 A 处理辣椒、番茄的根际细菌群落结构产生显著影响,是导致细菌群落组成改变的影响因子。而速效 P、速效 K、pH 及有机质对 A 处理真菌群落结构组成有显著影响(图 4b)。土壤细菌群落与理化性

34、质的 Spearman 分析中(图 5a),A 处理优势菌厚壁菌门相对丰度与 pH值、有机质、速效 K 含量显著正相关,与速效 N 含量显著负相关(P0.05)。而 CK 处理中的优势菌酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门则正好相反。酸杆菌门相对丰度与 pH 值、有机质、速效 K 含量显著负相关;芽单胞菌门相对丰度与 pH 值、有机26王灿等:有机废弃物对辣椒、番茄幼苗生长及根际微生物群落的影响2023,46(3)a.细菌主坐标图;b.真菌主坐标图。图 3 根际微生物 P C o A 分析 质、通气孔隙度显著负相关,与速效 N 含量显著正相关;绿弯菌门丰度与 pH 值、有机质显著负相关,与 EC 值

35、、速效 N 显著正相关(P0.05)。在土壤真菌与理化性质的相关性分析中(图 5b),A 处理的优势菌担子菌门相对丰度与 pH 值、通气孔隙度、有机质、速效 K 含量显著正相关,与 EC 值、速效 N 含量显著负相关(P0.05)。图 4 细菌(a)、真菌(b)与土壤理化性质的冗余分析 a b 图 5 细菌(a)、真菌(b)与土壤理化性质的 S p e a r m a n 分析 3 讨论本试验发现,与传统的商业育苗基质相比,有机废弃物基质处理并未降低辣椒和番茄的生长质 量,反 而 提 高 了 叶 绿 素 含 量、根 系 活 力 等 指标。表明有机废弃物基质具有与商品基质同样27热带农业科技Tr

36、opical Agricultural Science&Technology2023,Vol.46,No.3育苗效果的潜力,这与前人研究结果一致16。通过 16S/ITS rDNA 扩增子测序进一步对两者间根际微生物群落结构进行分析,发现 A 处理辣椒、番茄根际土壤细菌和真菌的 OTU 数均低于 CK,表明A 处理降低了根际微生物的 OTU 个数。在 A 处理下辣椒和番茄根际土壤中酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、Patescibacteria 和蓝细菌门的相对丰度 均 低 于 CK,但 厚 壁 菌 门 的 相 对 丰 度 则 高 于CK。真菌中主要菌群为子囊菌门和担子菌门,且A 处理辣椒、番茄

37、根际土壤中担子菌门相对丰度显著高于 CK。表明有机废弃物基质处理改变了根际微生物群落结构,使辣椒和番茄根际中厚壁菌门、黄杆菌属、假单胞菌属和Devosia、毛孢子菌、Aspergillus、Graphium等显著富集。这可能是废弃物基质中添加有生物炭,而研究表明生物炭可直接(提供易分解的有机碳和营养元素)或间接(改变土壤基质物理性质增加孔隙度等)影响微生物群落17-18,同时基质中的茶渣含有丰富的有机质和腐殖质,也为微生物的繁殖提供了营养物质。厚壁菌门中的许多成员都是植物益生菌,具有固氮和纤维素降解作用,能够分解相关营养物质供作物生长利用,从而促进作物生长20。多样性指数中,Ace 和 Cha

38、o1 反映菌群丰富度,数值越小表明丰富度越低,Shannon、Simpson反映菌群多样性,其数值越小表明群落多样性越低。A 处理显著降低了辣椒根际细菌、真菌多样性与丰富度,显著降低番茄根际真菌群落多样性,对番茄根际细菌丰富度无显著影响。废弃物基质中添加了适量壳聚糖,研究表明壳聚糖可显著降低环境中微生物群落丰富度及多样性19。董春娟等19分析认为,壳聚糖可促进某些可分解利用壳聚糖的微生物繁衍,抑制其它微生物生长,导致相关微生物富集。主坐标分析表明,不同处理下的辣椒、番茄根际微生物群落结构差异较大,A 处理下辣椒和番茄幼苗间根际细菌、真菌群落结构差异较小,CK 处理下辣椒、番茄细菌、真菌群落结构

39、差异均较大。表明农业废弃物基质定向改变了辣椒、番茄根际土壤细菌、真菌群落结构。冗余分析和 Spearman 分析表明有机质含量、孔隙度等是改变微生物群落丰度的主要因素。土壤基质不仅为幼苗生长提供水分与养分,同时也为微生物生长与繁殖提供适宜的环境,其物理化学性质影响了基质中微生物群落组成21。进一步说明了农业废弃物有机质含量、孔隙度等对根际微生物群落结构有一定影响。向羽等22研究表明,向种植土壤中添加腐熟菜籽饼肥可显著促进烟株生长,提高烤烟根际土壤微生物对氨基酸、聚类化合物碳源的利用能力,其根际微生物代谢功能及多样性指数显著高于对照。农业有机废弃物中含有丰富的营养物质,如有机酸,氨基酸、糖类等其

40、它的大分子有机化合物,对土壤微生物群落组成、功能和碳源利用效率均有显著影响23-25,同时有机废弃物增加了土壤孔隙度,为好氧微生物提高了良好生存环境。Dombrowski等26研究多年生黄花亭荠在自然和控制条件下根际细菌群落组成,发现土壤性质能够解释根内细菌 15%的群落变异性,而环境条件和植物基因型最多解释了 11%的群落变异性,且土壤类型对根内细菌门分类水平上的影响更加显著。因此,可以通过调控作物根际生长环境,定向改变其根际微生物群落,抑制某些有害微生物,让相关有益微生物富集,从而促进作物生长。4 结论本研究结果表明,在相同基质土壤环境中,同科不同属(辣椒属、番茄属)的作物幼苗根际微生物群

41、落结构存在一定差异,但有机废弃物基质可通过改变环境因子如增加适量有机质含量和孔隙度等来调控它们之间的差异,达到定向改变微生物群落,促进有益微生物富集,进而协助作物生长或抑制相关病原微生物。这为有机废弃物作为育苗基质的应用提供了新的见解。参考文献:1陈菲,张娜,窦娜蔬菜穴盘工厂化育苗技术应用及发展 现代农业,2021(2):61-622 王灿,倪云江,杨婷玉,等稻壳生物炭基质中添加壳聚糖对辣椒、番茄生长质量的影响 湖南生态科学学报,2019,6(4):26-323 彭靖对我国农业废弃物资源化利用的思考 生态28王灿等:有机废弃物对辣椒、番茄幼苗生长及根际微生物群落的影响2023,46(3)环境学

42、报,2009,18(2):794-7984 BAYOUMI YA,EL-HENAWY AS,ABDELAAL KAA,etalGrape fruit waste compost as a nursery substrate ingre-dient for high-quality cucumber(Cucumis sativusL)seedlings production Compost Science&Utiliza-tion,2019,27(4):205-2165 PEREZ-MURCIA MD,MORAL R,MORENO-CA-SELLES J,et al Use of compost

43、ed sewage sludge ingrowth media for broccoli Bioresource Technology,2006,97(1):123-1306 余文娟,田雪梅,夏文通,等农业废弃物作为番茄穴盘育苗基质配方的筛选 山东农业科学,2011(4):33-357 马坤,芦光新,邓晔,等有机肥对垂穗披碱草根际微生物及土壤理化性质的影响 草地学报,2022,30(3):594-6028 李梦洁,李占彪,周思含,等植物根际微生物调控根系构型研究 中国农业气象,2021,42(11):895-9049 王闯,曹娜,付成龙,等不同配比基质对番茄生长和根际微生物数量的影响 山东农业

44、科学,2021,53(9):63-6710 宋佳泽农业废弃物还田对设施黄瓜生长及根际代谢的影响 呼和浩特:内蒙古农业大学,202111 张凯歌,兰挚谦,付玉芳,等柠条堆肥与耕作深度对连作黄瓜土壤细菌群落组成与代谢功能的影响 植物营养与肥料学报,2022,28(3):460-46912 王灿,王艳芳,曹绍玉,等不同基质对辣椒幼苗生长的影响 贵州农业科学,2019,47(6):98-10113 郑坚,陈秋夏,金川,等不同TTC法测定枫香等阔叶树容器苗根系活力探讨 浙江农业科学,2008(1):39-4214 韩烨,马永强,王鑫,等微量滴定蒽酮法测定甜玉米芯可溶性糖含量方法的建立 食品科技,2019

45、,44(11):327-33415 焦洁考马斯亮蓝G-250染色法测定苜蓿中可溶性蛋白含量 农业工程技术,2016,36(17):33-3416 夏思瑶,王冲,刘萌丽基于农林有机废弃物处理的育苗基质应用效果Meta分析 中国农学通报,2021,37(12):31-3817 唐行灿,陈金林生物炭对土壤理化和微生物性质影响研究进展 生态科学,2018,37(1):192-19918 李怡安,胡华英,周垂帆生物炭对土壤微生物影响研究进展 内蒙古林业调查设计,2019,42(4):101-10419 董春娟,李亮,张志刚,等壳聚糖对黄瓜穴盘苗根际细菌多样性的影响 中国农业大学学报,2018,23(1)

46、:54-6220 付严松,李宇聪,徐志辉,等根际促生菌调控植物根系发育的信号与分子机制研究进展 生物技术通报,2020,36(9):42-4821 程林,章力干,张国漪,等氨基酸增值尿素对水稻苗期生长及根际微生物菌群的影响 植物营养与肥料学报,2021,27(1):35-4422 向羽,唐韵,陈文杰,等有机无机肥配施对烤烟根际微生物代谢功能多样性以及产质量的影响 安徽农业科学,2022,50(3):147-15023 唐杰,陈知青,郭安南,等不同作物根际土壤微生物的群落结构特征分析 核农学报,2021,35(12):2830-284024 傅敏,郝敏敏,胡恒宇,等土壤有机碳和微生物群落结构对多年不同耕作方式与秸秆还田的响应 应用生态学报,2019,30(9):3183-319425 苏业涵施肥、耕作和秸秆还田方式对土壤养分及春玉米产量的影响 沈阳:沈阳农业大学,202026 DOMBROWSKI N,SCHLAEPPI K,AGLER MT,et alRoot microbiota dynamics of perennialArabis alpinaare de-pendent on soil residence time but independent of flower-ing time The ISME Journal,2017,11(1):43-5529

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