微生物菌剂施用对设施茄子根际土壤养分和细菌群落多样性的影响

[背景]设施茄子连作种植和化学肥料过量施用造成土壤养分失衡、微生物多样性降低、土传病害严重等土壤质量问题,微生物制剂是改善土壤环境质量的一项重要措施。[目的]确定微生物菌剂施用对设施茄子根际土壤养分及细菌群落多样性的影响。[方法]在河北省农林科学院鹿泉大河实验园区,以含有哈茨木霉和巨大芽孢杆菌的微生物菌剂为供试菌剂,采用传统的化学分析方法测定微生物菌剂处理和对照茄子开花期、拉秧期土壤的养分含量;采用稀释涂平板方法测定土壤可培养微生物的数量;采用高通量测序技术测定土壤细菌16S rRNA基因V3-V4区,分析处理和对照土壤的微生物多样性和群落分布规律。[结果]与对照相比,微生物菌剂处理提高了茄子开花期和拉秧期的根际土壤养分含量,拉秧期微生物菌剂处理根际土壤中全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较对照增加13.85%、21.07%、31.51%和55.94%;施用微生物菌剂能够改变土壤可培养微生物的数量和构成,微生物菌剂处理土壤中细菌、真菌、放线菌的数量均显著增加,其中细菌、放线菌在微生物总量中所占比例增加,而真菌的占比则有所降低。微生物菌剂处理能够提高土壤微生物的Shannon指数、降低Simpson指数,ACE指数和Chao1指数差异不显著,表明微生物菌剂能够增加土壤的微生物群落多样性,对微生物群落丰富度影响不明显。从目水平上分析菌剂处理和对照的微生物组成,发现微生物菌剂处理增加了土壤中黄单胞菌目(Xanthomonadales)、红螺菌目(Rhodospirillales)、鞘脂杆菌目(Sphingobacteriales)、芽孢杆菌目(Bacillales)、纤维黏网菌目(Cytophagales)、假单胞菌目(Pseudomonadales)等优势菌目的占比,降低了伯克氏菌目(Burholderiales)、黄杆菌目(Flavobacteriales)等病原菌的占比。微生物菌剂的施入能够促进茄子营养生长,增加茄子的产量,增幅为18.52%。[结论]微生物菌剂作为一种新型环保肥料,具有改善土壤营养状况、增加土壤可培养微生物数量、提高土壤微生物多样性的作用,该结果为微生物菌剂的合理施用提供了科学依据。