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作物杂志,2021, 第6期: 193–198 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.06.031

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

遵义烟区不同海拔下植烟土壤细菌群落及影响因素分析

李茂森1(), 高卫锴1,2, 任天宝1, 蒋石香3, 何小亚3, 骆乐琴3, 云菲1(), 柯晓婷2()   

  1. 1河南农业大学烟草学院/河南省生物炭研究工程技术中心/生物炭技术河南省工程实验室,450002,河南郑州
    2广东中烟工业有限责任公司,510032,广东广州
    3贵州省烟草公司遵义市公司,563000,贵州遵义
  • 收稿日期:2021-05-18 修回日期:2021-08-14 出版日期:2021-12-15 发布日期:2021-12-16
  • 通讯作者: 云菲,柯晓婷
  • 作者简介:李茂森,主要从事植烟土壤改良及烤烟栽培技术研究,E-mail： 18134433972@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2017YFD0200808);广东中烟工业有限责任公司科技攻关项目(2020440000340029);河南青年骨干教师资助项目(2020GGJS047)

Analysis of Bacterial Community and Influencing Factors in Tobacco Soil at Different Altitudes in Zunyi

Li Maosen1(), Gao Weikai1,2, Ren Tianbao1, Jiang Shixiang3, He Xiaoya3, Luo Leqin3, Yun Fei1(), Ke Xiaoting2()   

  1. 1 Tobacco college of Henan Agricultural University/Henan Engineering Research Center for Biochar/Henan Engineering Laboratory of Biochar Technology, Zhengzhou 450002, Henan, China
    2 China Tobacco Guangdong Industrial Co., Ltd., Guangzhou 510032, Guangdong, China
    3Guizhou Provincial Tobacco Company Zunyi Branch, Zunyi 563000, Guizhou, China
  • Received:2021-05-18 Revised:2021-08-14 Online:2021-12-15 Published:2021-12-16
  • Contact: Yun Fei,Ke Xiaoting

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PDF (PC)

275

摘要：

为探究不同海拔下植烟土壤细菌群落结构特征及影响细菌群落结构的主要因素,在贵州省遵义地区选择海拔800（ZL）、1000（ZS）和1200m（ZH）的3块植烟土壤,采用16S rRNA高通量测序法对植烟土壤微生物多样性进行分析。结果表明,ZL和ZH处理植烟土壤细菌α多样性均低于ZS处理;3个海拔下植烟土壤优势门为放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteriota）,放线菌门的相对丰度以ZL处理最高,较ZH处理提高了34.22%;变形菌门表现则相反,ZH处理变形菌门丰度较ZL处理显著提高。绿弯菌门与酸杆菌门丰度在3个海拔处理中表现较为一致,均为ZS>ZL>ZH。聚类热图分析结果显示,土壤含水率和pH与Armatimonadota和蓝细菌门（Gyanobacteria）存在显著正相关关系,与变形菌门存在显著负相关关系;变形菌门、厚壁菌门（Firmicutes）和髌骨菌门（Patescibacteria）与土壤微生物量氮存在显著正相关关系,而与速效钾存在极显著负相关关系。

关键词: 植烟土壤, 海拔, 细菌群落, 环境因子

Abstract:

In order to explore the characteristics and the main influencing factors of bacterial community structure of tobacco planting soil at different altitudes, three tobacco planting soils at different altitudes of 800 (ZL), 1000 (ZS) and 1200m (ZH) were selected in Zunyi, Guizhou, and the bacterial community of tobacco planting soil was analyzed by 16S rRNA high-throughput sequencing. The results showed that bacteria in tobacco planting soil in ZL and ZH treatments α-diversity were lower than that of ZS treatment. The dominant bacteria phyla in tobacco growing soil at three altitudes were Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi and Acidobacteria. The relative abundance of Actinobacteria was the highest in ZL (34.22%), which was higher than that in ZH; on the contrary, the abundance of Proteobacteria in ZH was significantly higher than that in ZL. The abundance of Chloroflexi and Acidobacteria were consistent at the three altitudes, which were ZS > ZL > ZH. The results of cluster heat map analysis showed that soil water content and pH value had a significant positive correlation with Armimonadota and Cyanobacteria, and a significant negative correlation with Proteobacteria; Proteobacteria, Firmicutes and Patescibacteria were significantly correlated with microbial biomass N, but negatively correlated with the content of available K.

Key words: Tobacco-planting soil, Altitude, Bacterial community, Environmental factors

表1

不同取样地点概况及植烟土壤理化指标

取样地
Sampling site		 海拔
Altitude (m)		 地理坐标
Geographical coordinates		 pH 容重
Soil bulk density
(g/cm3)		 温度
Temperature
(℃)		 含水率
Water content
(%)
江北咀Jiangbeizui 819.0 106°42′51′′ E,27°27′17′′ N 5.01±0.081c 1.02±0.010b 29.73±0.12c 12.55±1.21c
新华村Xinhua 1022.3 106°36′47′′ E,27°36′49′′ N 7.40±0.087a 1.13±0.049a 31.20±0.62b 19.73±1.70a
新土村Xintu 1220.0 106°38′13′′ E,E27°41′3′′ N 6.23±0.017b 1.18±0.038a 32.67±0.80a 15.51±0.59b
取样地
Sampling site		 有机碳
Soil organic
carbon (g/kg)		 碱解氮
Alkaline N (mg/kg)		 有效磷
Available P
(mg/kg)		 速效钾
Available K
(mg/kg)		 微生物量碳
Microbial biomass
carbon (mg/kg)		 微生物量氮
Microbial biomass
N (mg/kg)
江北咀Jiangbeizui 23.1±0.1b 155.02±6.42a 56.99±9.69a 115.45±0.00c 351.70±33.42b 32.91±4.79a
新华村Xinhua 24.0±0.1a 67.52±7.15b 38.40±4.22b 228.26±2.33b 474.24±10.35a 22.75±2.43b
新土村Xintu 20.1±0.1c 154.37±1.31a 64.81±6.35a 381.79±18.66a 186.60±11.90c 15.52±0.58c

图1

不同海拔条件下土壤细菌群落OTUs数

表2

海拔对土壤细菌群落α多样性的影响

处理Treatment Simpson指数Simpson index Shannon指数Shannon index Chao指数Chao index 覆盖度Coverage
ZH 0.0039±0.00091a 6.38±0.34b 2699.25±634.72b 0.98±0.00370a
ZS 0.0029±0.00053b 6.71±0.11a 3276.21±131.29a 0.98±0.00062a
ZL 0.0036±0.00042ab 6.56±0.11ab 3117.52±200.52ab 0.98±0.00230a

图2

门水平上细菌群落相对丰度

图3

ZL和ZH处理门水平上细菌群落相对丰度比较

图4

土壤细菌群落结构主成分分析

图5

土壤细菌优势门类与环境因子之间的相关关系 MBN：微生物量氮;SOC：有机碳;MBC：微生物量碳;AN：碱解氮;AP：速效磷;SWC：土壤含水率;SBD：土壤容重;T：土壤温度;AK：速效钾。“*”表示P<0.05,“**”表示P<0.01,“***”表示P<0.001

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