种植模式和坡位对茶园土壤细菌群落结构及功能类群的影响

编号 zgly0001746672

文献类型 期刊论文

文献题名 种植模式和坡位对茶园土壤细菌群落结构及功能类群的影响

作者 王峰  陈玉真  吴志丹  尤志明  翁伯琦  俞晓敏  杨贞标 

作者单位 福建农林大学园艺学院  福建省农业科学院茶叶研究所  福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心  福建省农业科学院  美国加利福利亚大学河滨分校 

母体文献 生态学报 

年卷期 2022,42(20)

页码 8435-8452

年份 2022 

分类号 S57 

关键词 有机茶园  坡位  细菌群落组成  高通量测序  PICRUSt2功能预测 

文摘内容 茶树(Camellia sinensis L.)种植是亚热带丘陵山区主要的土地利用类型,茶园种植模式是影响土壤细菌群落结构的主要人为因素。为揭示种植模式和坡位对土壤细菌群落结构和功能的影响,选取两种不同种植模式(常规和有机种植模式)和3个坡位(上、中、下坡位)表层土壤(0—20cm)为对象,采用野外调查、Illumina Miseq高通量测序和PICRUSt2功能预测相结合的研究方法,研究不同种植模式和坡位下土壤细菌群落结构和功能特征,阐明土壤理化性质对土壤细菌群落结构的影响,预测土壤细菌功能特征。研究结果表明:(1)与常规种植模式相比,有机种植模式茶园土壤细菌Alpha多样性有所降低,其中中坡位常规茶园土壤细菌Sobs和Simpson指数显著高于有机茶园(P《0.05);从坡面尺度看,两种种植模式下土壤细菌Alpha多样性指标均以中坡位最高,其中常规茶园中坡位土壤细菌Ace和Simpson指数均显著高于下坡位(P《0.05)。(2)各样地茶园土壤细菌共获得29个门82个纲190个目316个科517个属929个种,主要细菌优势门为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacterita)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)。土壤细菌群落优势属以AD3、热酸菌属(Acidothermus)、norank_f__norank_o__Elsterales和norank_f__Xanthobacteraceae为主。(3)主坐标分析(PCoA)显示,不同种植模式的茶园土壤细菌群落结构存在明显差异,常规种植模式下不同坡位之间的土壤细菌群落结构有显著差异(P《0.05),有机种植下不同坡位之间的土壤细菌群落结构无显著差异。置换多元方差分析(PERMANOVA)结果表明不同种植模式的土壤细菌群落结构差异显著(P《0.05),而不同坡位土壤细菌群落结构无显著差异(P》0.05),说明种植模式对茶园土壤细菌群落结构的影响更大。组间群落差异分析(LEfSe)表明,57个差异物种对种植模式非常敏感,不同种植模式富集了不同的细菌类群。(4)PICRUSt2功能预测共获得6个一级功能层和46个二级功能层,表现出功能上的丰富性,土壤细菌群落在代谢、遗传信息处理和环境信息方面功能活跃。有机种植模式提高了土壤细菌碳水化合物代谢、氨基酸代谢、膜运输、信号转导、脂质代谢及外源生物降解与代谢功能。(5)相关分析和冗余分析结果表明,土壤碱解氮、速效磷、全磷、全钾和pH是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要影响因子。总体而言,有机种植模式改变了茶园土壤细菌群落结构和代谢功能,增加土壤有益细菌的数量,有利于保持茶园土壤可持续的生态环境。