滅菌方式對人參連作土壤養分及真菌群落結構的影響

戰宇 苗馨月 王二剛 周一 閆寧 陳長寶 李瓊

摘要： 強還原土壤滅菌和氯化苦土壤熏蒸是2種常用的農業措施，為了探尋2種滅菌方式對人參連作土壤養分及真菌群落結構的影響，采用化學分析和高通量測序技術研究氯化苦土壤熏蒸技術加復合微生物菌肥（SFC_CB）、強還原土壤滅菌技術加復合微生物菌肥（RSD_CB）和氯化苦土壤熏蒸技術加強還原土壤滅菌技術（SFC_RSD）對人參連作土壤養分及真菌群落結構的影響。結果表明，SFC_CB處理組顯著提高了土壤有機質（SOM）和全鉀（TK）含量，RSD_CB 處理組顯著提高了土壤電導率（EC值）和速效鉀（AK）、水解氮（AN）含量，SFC_RSD處理組顯著提高了土壤pH值和有效磷（AP）含量；與RSD_CB處理組相比，SFC_CB、SFC_RSD處理組顯著降低了土壤真菌群落豐富度、多樣性和均勻度，提高了覆蓋度；從不同處理土壤樣本中共檢測到5個真菌門、9個真菌綱、15個真菌目、19個真菌科和24個真菌屬，其中共有OTU被劃分為20個真菌屬，有17個真菌屬的相對豐度發生顯著變化，特有OTU被劃分為47個真菌屬，SFC_CB、RSD_CB、SFC_RSD處理組分別包含15、29、18個屬。此外，土壤真菌群落多樣性與土壤養分密切相關，其中EC值、pH值、SOM含量、AK含量和AP含量是主要驅動因素。從不同處理土壤中共鑒定出12個真菌功能群，且各真菌功能群在不同處理中的相對豐度不同。綜上，2種滅菌方式均可顯著改善土壤結構，提高真菌多樣性，重組核心微生物群，因此強還原土壤滅菌技術有望替代傳統的化學熏蒸技術。

關鍵詞： 人參；連作障礙；強還原土壤滅菌；土壤養分；真菌群落

中圖分類號：S567.5+10.6 ?文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）02-0235-10

人參（Panax ginseng C. A. Mey.）為五加科人參屬多年生宿根草本植物［1］，具有豐富的營養價值和藥用功效，是我國中醫藥和大健康產業獨具特色的重要資源［2-3］。但是，人參忌地性極強，栽過人參的土壤（俗稱老參地）在30年內不能重復種植，否則會出現“燒須”“紅皮”“爛根”等問題，嚴重時甚至會導致植株死亡［4］。因此，重復利用有限參地資源、縮短參業土地資源再生周期顯得越來越迫切。

土壤化學熏蒸是目前生產上應用最廣泛的抑制土傳病原菌的方法，氯化苦是常用的土壤熏蒸劑之一，能殺死土壤中85%以上的細菌、真菌和放線菌，但是其土傳病原菌的數量在再植作物根系分泌物的誘導下會迅速回升［5-6］。同時，隨著國家對農業可持續發展和人類健康關注度的日益提高，傳統的化學熏蒸劑已逐步被淘汰。強還原土壤滅菌法（reductive soil disinfestation，RSD）由日本［7］和荷蘭［8］科學家自主研發，通過在土壤-作物-微生物關系中創造有利于作物生長、不利于病原微生物生長的土壤環境，達到降低土傳疾病發生率、提高作物產量的目的［9-10］。具有操作簡單、改善土壤結構、修復土壤酸化和鹽漬化、重建土壤微生物區系等多重效應［11-12］。

土壤微生物被廣泛認為是維持土壤功能穩定性、完整性的主要驅動力，維持著土壤有機質分解、腐殖質形成及植物與環境間的物質循環和能量交換等多個生態過程，對土壤肥力、土壤環境起到指示作用［13-14］。土壤真菌是土壤微生物的重要組成部分，在土壤養分循環、結構形成、肥力提高、微生態平衡等方面具有積極作用。研究發現，連作障礙會導致真菌多樣性、豐富度降低，使病原真菌數量增加［15］。同時，人參根部病害主要由病原真菌引起，如尖孢鐮刀菌會引起人參根腐病，立枯絲核菌會引起人參立枯病，核盤菌會引起人參菌核?。?6-17］，是因為人參根區特殊的土壤環境為微生物提供了可以生存的寄主和繁殖場所，隨著人參生長年限的增加，人參根區土壤微生物代謝活性及物種多樣性逐漸增大，使土壤中的病原微生物數量增加、養分失衡、元素比例失調，從而導致連作障礙加劇。

因此，探尋2種滅菌方式對人參連作土壤養分及真菌群落結構的影響顯得尤為重要。本研究設計了氯化苦土壤熏蒸加復合微生物菌肥、強還原土壤滅菌加復合微生物菌肥和氯化苦土壤熏蒸加強還原土壤滅菌3個處理，研究不同處理對人參連作土壤的改良效果，以期為消減人參連作障礙，實現人參綠色生態可持續發展及人參藥材穩定供給提供技術支撐，同時對三七、西洋參等人參屬植物及其他中藥材連作障礙的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區概況與試驗設計

田間試驗在吉林省吉林市左家鎮北方藥用植物資源圃（44°02′N、126°15′E，海拔237 m）進行，該地區屬溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫5.8 ?℃，年平均降水量550 mm，年平均日照時數2 530 h。試驗開始前該地點已連續栽培人參3年，病害嚴重。試驗開始時的土壤理化性質已在之前的試驗中描述過［18］。

試驗設置3個處理組：（1）土壤中注射0.3 t/hm2 氯化苦，覆蓋藍色塑料薄膜，移栽前1周加入復合微生物菌肥（SFC_CB）；（2）土壤中加入15 t/hm2動物糞便，灌溉至100%持水能力，覆蓋藍色塑料薄膜，移栽前1周加入復合微生物菌肥（RSD_CB）；（3）土壤中注射0.3 t/hm2氯化苦，覆蓋藍色塑料薄膜，滅菌完成后加入15 t/hm2動物糞便，灌溉至100%持水能力，再次覆蓋藍色塑料薄膜（SFC_RSD）。采用隨機完全區組設計，分為3個重復，每個重復 30 m2。于2019年10月20日進行人參移栽，采用斜栽法移栽大小相近的2年生健康人參苗，行距為20 cm，株距為15 cm，移栽時將人參苗傾斜30°～45°置于斜面上，覆蓋6 cm厚土，鋪上有葉樹枝，再用適量土壓住，保持土壤溫度、濕度。試驗期間，田間管理措施與當地生產實踐一致。

1.2 試驗材料

2年生健康人參苗購自撫松縣萬良鎮人參交易市場，品種為大馬牙；藍色塑料薄膜（厚度 0.04 mm）購自吉林省鑫豐裕塑料有限公司；動物糞便購自吉林省吉林市昌邑區左家鎮居民養殖場（雞糞、牛糞、豬糞的體積比=1 ∶ 1 ∶ 1）；土壤熏蒸用氯化苦購自大連綠峰化學股份有限公司（有毒，用專用注射器注射）；復合微生物菌肥購自石家莊沃福沃肥業有限公司。

1.3 試驗儀器

PHSJ-3F pH計，購自上海儀電科學儀器股份有限公司；WX-4000消解儀，購自上海新儀微波化學科技有限公司；ZQZY-85CNS振蕩培養箱，購自上海知楚儀器有限公司；M200pro型酶標儀，購自瑞士TECAN公司；PE Optima 8000電感耦合等離子體發射光譜儀，購自美國珀金埃爾默公司。

1.4 測定方法

1.4.1 樣品采集與處理 在采收期（2020年10月1日）進行土壤樣品采集，每個處理按“S”形設置15個土壤采樣點并采集0～20 cm的土壤，將5個土壤采樣點混成1個復合樣本，每個處理得到3個復合樣本。去除復合樣本中的根和雜質，一部分自然風干磨碎，過2 mm篩網進行養分分析，剩余部分裝在凍存盒中帶到實驗室內，于低溫（-80 ℃）保存，用于微生物群落的測定。

1.4.2 土壤性質及養分含量測定 參考《土壤農化分析》（第3版）對土壤性質進行測定［19］。土壤pH值和電導率（EC）分別通過pH計和電導率儀在1 ∶ 5（質量 ∶ 體積）的土水比例下測定；有機質（OM）含量采用重鉻酸鉀滴定法測定；水解氮（AN）含量采用堿解擴散法測定；有效磷（AP）含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀（AK）含量采用M3浸提法測定；全鉀（TK）含量采用濃硝酸消煮法測定。

1.4.3 土壤DNA的提取與群落檢測 根據E.Z.N.ASoil DNA kit試劑盒說明書，從土壤樣本中進行微生物群落總DNA的提取，使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA提取質量，用NanoDrop 2000測定DNA濃度和純度。用內轉錄間隔區（ITS）序列可變區進行PCR擴增。用Illumina公司的Miseq PE300平臺進行測序。

1.4.4 真菌FUNGuild功能的預測 用FUNGuild數據庫預測真菌群落的功能組成，根據營養方式不同，將真菌分為病理營養型（pathotroph）、共生營養型（symbiotroph）和腐生營養型（saprotroph）3種，基于以上營養方式，又分為動物病原菌（animal pathogens）、叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）、外生菌根真菌（ectomycorrhizal fungi）、杜鵑花類菌根真菌（ericoid mycorrhizal fungi）、葉內生真菌（foliar endophytes）、地衣寄生真菌（lichenicolous fungi）、地衣共生真菌（lichenized fungi）、菌寄生真菌（mycoparasites）、植物病原菌（plant pathogens）、未定義根內生真菌（undefined root endophytes）、未定義腐生真菌（undefined saprotrophs）和木質腐生真菌（wood saprotrophs）12種。

1.5 數據分析

用QIIME V1.9.1將經過質量篩選的真菌序列以97%的序列相似性聚類到OTU中，基于OTU豐度表在各分類學水平上分析樣本的群落組成。用OTU生成稀疏曲線，根據稀疏曲線OTU（指分類操作單元，通常用OTU表示，不會寫中文名稱）表，計算真菌多樣性、豐富度、均勻度和覆蓋度。應用Adonis和PERMDISP分析，篩選不同處理土壤樣本中的共有OTU和特有OTU。通過分析不同樣本真菌群落結構、組成和多樣性的變化，確定真菌群落與土壤環境因素間的相關性。

利用IBM SPSS 21.0統計軟件，通過單因素方差分析（ANOVA）測定不同處理間的差異，用軟件Graphpad Prism 8.01繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理對人參連作土壤性質及養分含量的影響

從表1可以看出，SFC_CB處理組顯著提高了OM、TK含量，且均表現為SFC_CB>RSD_CB>SFC_RSD，其中OM含量分別為RSD_CB、SFC_RSD處理組的1.056、1.342倍，TK含量分別為RSD_CB、SFC_RSD處理組的1.018、1.027倍。RSD_CB處理組顯著提高了土壤EC值和AK、AN含量，且除AN含量外，均表現為RSD_CB>SFC_RSD>SFC_CB，其中EC值分別為SFC_RSD、SFC_CB處理組的1.152、1.942倍，AK含量分別為SFC_RSD、SFC_CB處理組的1.251、2.005倍。SFC_RSD 處理組顯著提高了土壤pH值和AP含量，且均表現為SFC_RSD> RSD_CB>SFC_CB，其中pH值分別為RSD_CB、SFC_CB處理組的1.012、1.042倍，AP含量分別為RSD_CB、SFC_CB處理組的1.755、2.446倍。

2.2 不同處理對人參連作土壤真菌群落多樣性和組成的影響

2.2.1 不同處理對人參連作土壤真菌群落多樣性和組成的影響 通過測序，從不同處理的12個土壤樣本（不同樣本序列數量范圍為69 292～71 961）中得到848 789條高質量的基因序列，序列長度為 143～425 bp。這些序列以97%的相似性分布在774個不同OTU中。所有處理的真菌稀釋曲線都趨于飽和，表明測序工作在覆蓋真菌多樣性方面較為全面（圖1-A）。同時，3個處理共有的OTU數量為83個，而特有的OTU數量以RSD_CB處理最多（圖1-B）。此外，與RSD_CB處理組相比，SFC_CB、SFC_RSD處理組土壤的真菌群落豐富度、多樣性和均勻度均顯著降低，覆蓋度均顯著提高，但在豐富度、覆蓋度上，SFC_CB和SFC_RSD處理組間的差異不顯著（表2）。

2.2.2 不同處理對人參連作土壤真菌群落組成的影響 從不同處理土壤樣本的OTU中共檢測到5門9綱15目19科24屬。在門分類水平下，將相對豐度大于10%的菌門定為優勢菌門，發現在SFC_CB、SFC_RSD處理組中僅有子囊菌門（Ascomycota，91.30%～98.22%）1個優勢菌門，而在RSD_CB處理組中的優勢菌門為子囊菌門（54.13%）、被孢霉門（Mortierellomycota，31.02%）和擔子菌門（Basidiomycota，11.64%）（圖2-A）。 在綱分類水平下，將相對豐度大于10%的菌綱定為優勢菌綱，發現SFC_CB 處理組中的優勢菌綱為錘舌菌綱（Leotiomycetes，80.79%）、 座囊菌綱（ Dothideomycetes，11.83%），RSD_CB處理組中的優勢菌綱為糞殼菌綱（Sordariomycetes，40.40%）、被孢霉綱（Mortierellomycetes，30.95%）和銀耳綱（Tremellomycetes，10.61%），SFC_RSD處理組中的優勢菌綱為錘舌菌綱（29.35%）、散囊菌綱（Eurotiomycetes，26.07%）和糞殼菌綱（24.09%）（圖2-B）。在目分類水平下，將相對豐度大于10%的菌目定為優勢菌目，發現SFC_CB處理組的優勢菌目為柔膜菌目（Helotiales，80.04%）、煤炱目（Capnodiales，11.65%），RSD_CB處理組中的優勢菌目為被孢霉目（Mortierellales，30.95%）、肉座菌目（Hypocreales，18.05%）和糞殼菌目（Sordariales，17.68%），SFC_RSD處理組中優勢菌目為柔膜菌目（Helotiales，26.80%）、肉座菌目（10.21%）、糞殼菌目（12.06%）和散囊菌目（Eurotiales，25.06%）（圖2-C）。在科分類水平下，將相對豐度大于10%的菌科定為優勢菌科，發現SFC_CB處理組中的優勢菌科為柔膜菌科（76.75%）和枝孢霉科（Cladosporiaceae，11.65%），RSD_CB處理組中的優勢菌科為被孢霉科（Mortierellaceae，30.95%）、毛殼菌科（Chaetomiaceae，13.51%）和叢赤殼科（Nectriaceae，16.65%），SFC_RSD處理組中的優勢菌科為柔膜菌科（26.34%）、曲霉科（Aspergillaceae， 24.84%）和毛殼科（12.02%）（圖2-D）。

根據所有樣本各屬分類平均豐度前20名作熱圖，發現在SFC_CB處理組中柱霉屬（Scytalidium）、枝孢菌屬（Cladosporium）、Tetracladium和unclassified_o_Helotiales的相對豐度顯著增加，曲霉屬（Aspergillus）、被孢霉屬（Mortierella）、鐮刀菌屬（Fusarium）、短梗蠕孢菌屬（Trichocladium）、毛殼菌屬（Chaetomium）、梭孢殼屬（Thielavia）、新赤殼屬（Neocosmospora）、Eleutherascus、Pseudeurotium和unclassified_k_Fungi的相對豐度顯著降低；在RSD_CB處理組中被孢霉屬、鐮刀菌屬、短梗蠕孢菌屬、毛殼菌屬、新赤殼屬、Tausonia、Pseudeurotium、Solicoccozyma和unclassified_k_Fungi的相對豐度顯著增加，柱霉屬、曲霉屬、梭孢殼屬、枝孢菌屬、Eleutherascus、Tetracladium和unclassified_o_Helotiales的相對豐度顯著降低；在SFC_RSD處理組中曲霉屬、梭孢殼屬（Thielavia）、Eleutherascus和unclassified_k_Fungi的相對豐度顯著增加，被孢霉屬、短梗蠕孢菌屬、枝孢菌屬、Tausonia、Pseudeurotium、Solicoccozyma和Tetracladium的相對豐度顯著降低（圖3）。

此外，不同處理組也塑造了共有、特有真菌微生物群。3個處理土壤中共有的OTU數量為83個，均占總保留OTU（774個）的10.72%，保留OTU的46.11%、17.85%和17.04%（表3）。大多數共有OTU被劃分為20個真菌屬，其中17個真菌屬的相對豐度在不同處理間發生了顯著變化（圖4）。此外，3個處理土壤中特有的OTU數量為499個，分別占總保留OTU（774個）的64.47%和保留OTU的11.67%、52.47%和48.05%（表3）。特有OTU被劃分為47個真菌屬，SFC_CB、RSD_CB、SFC_RSD處理組分別包含15、29、18個屬，表明強還原土壤滅菌技術能夠比氯化苦土壤熏蒸技術重組更多特有微生物群（表4）。其中，毛球腔菌屬（Setosphaeria）、Glomus、Lipomyces、Gorgomyces、Farlowiella、Lophiotrema、Saitozyma和unclassified_f_Chionosphaeraceae僅在SFC_CB處理組中存在；Chaetosphaeria、Burgoa、Schizothecium、Syncephalis、 Cladophialophora、Chloridium、Cercophora、Mastigobasidium、 Thelonectria、Minimedusa、Eucasphaeria、Humicolopsis_f_Pezizomycotina_fam_Incertae_sedis、unclassified_f_Nectriaceae、unclassified_f_Helotiaceae、unclassified_f_Melanommataceae、Dactylonectria、unclassified_f_Sordariaceae、unclassified_f_Microascaceae和Mastigobasidium unclassified_f_Hypocreales_fam_Incertae_sedis僅在RSD_CB處理組中存在；梭孢殼屬、根囊壺菌屬（Rhizophlyctis）、黑孢霉屬（Nigrospora）、黑團孢屬（Periconia）、青霉屬（Penicillium）、厚壁孔孢屬（Gilmaniella）、曲霉屬（Aspergillus）、Talaromyces和unclassified_p_Chytridiomycota僅在SFC_RSD處理組中存在。

2.3 人參連作土壤真菌群落變化與環境因子的相關性分析

通過VIF方差膨脹因子分析，篩選去除VIF＞10的環境因子。經過篩選，保留下EC值、pH值、SOM含量、AK含量和AP含量進行相關性分析（表5）。將相對豐度排前20名的真菌屬與環境因子進行相關性分析，發現真菌群落與環境因子存在顯著相關性（圖5）。其中，AP含量與Aspergillus呈極顯著正相關，與Tausonia呈顯著負相關，與Cladosporium呈極顯著負相關；pH值與Eleutherascus、Thielavia呈顯著正相關，與Chrysosporium、Westerdykella呈極顯著正相關；SOM含量與Tausonia呈顯著正相關；AK含量與Chaetomium呈顯著正相關，與unclassified_o_Helotiales呈顯著負相關；EC值與Neocosmospora、Epicoccum和Mortierella呈顯著正相關，與Chaetomium呈極顯著正相關，與Trichoderma呈顯著負相關。

2.4 土壤真菌群落FunGuild功能預測

采用FunGuild對不同處理土壤真菌群落進行功能預測，共鑒定出12個主要功能分組（圖6）。在SFC_CB處理組中，木質腐生真菌（wood saprotroph）的相對豐度最高，而動物病原-植物病原-未定義腐生真菌（animal pathogen-plant pathogen-undefined saprotroph）、動物病原-糞腐生-內生- 附生-植物腐生- 木質腐生真菌（animal pathogen-dung saprotroph-endophyte-epiphyte-plant saprotroph-wood saprotroph）和糞腐生-未定義腐生真菌（dung saprotroph-undefined saprotroph）基本沒有；在RSD_CB處理組中，內生-垃圾腐生-土壤 腐生-未定義腐生真菌（endophyte-litter saprotroph- soil saprotroph-undefined saprotroph）的相對豐度最高，而木質腐生真菌（wood saprotroph）和糞腐生-未定義腐生真菌（dung saprotroph-undefined saprotroph）的相對豐度最低。在SFC_RSD處理中，未定義腐生真菌（undefined saprotroph）的相對豐度最高，而植物病原菌（plant pathogen）的相對豐度最低。

3 討論

土壤為植物、微生物提供了生存環境，而其理化性質和養分循環又直接影響著植物生長發育和微生物群落組成，對土壤改良和腐殖質形成起到至關重要的作用［17，20］。大量研究發現，長期連作會導致土壤養分含量減少和土傳病原菌發生，而強還原土壤滅菌和氯化苦土壤熏蒸技術可改善土壤酸化、鹽漬化，增加土壤養分含量［21-22］。在本研究中，SFC_RSD處理組顯著提高了土壤pH值，表明強還原土壤滅菌、氯化苦土壤熏蒸技術均可緩解土壤酸化，而2種技術相結合的效果更顯著，與前人研究結果［18］一致。進一步分析發現，土壤pH值與梭孢殼屬、Chrysosporium、Eleutherascus和Westerdykella顯著正相關，表明pH值是轉化微生物的一個重要因素，與微生物豐富度、多樣性密切相關［23］。前人研究發現，強還原土壤滅菌處理后，土壤鹽度（以EC值表示）顯著降低［24］，這與本研究結果略有不同。這可能與有機基質添加和厭氧過程有關，導致特定微生物類群和特定功能基因大量繁殖。劉世鵬等研究發現，金銀花樹根系分泌N、P、S等在提高土壤肥力的同時，對Solicoccozyma、Tausonia、曲霉屬等有害真菌有抑制作用［25］。土壤有機質是植物營養的主要來 源之一，能促進植物生長發育和營養元素分解，?改善土壤性質［26］。本研究發現，SFC_CB、RSD_CB處理組均可顯著提高土壤SOM含量，且SOM含量與Tausonia顯著正相關。這可能與2個方面的原因有關，一是土壤中的致病真菌增加，需要分泌更多營養物質來抑制其生長繁殖；二是土壤中添加的復合微生物菌肥加快了土壤中有機物質的分解，從而提高了土壤SOM含量。此外，添加可分解碳源和灌水覆膜對營養元素及其轉化的影響在不同研究中并不一致。營養元素及其有效性的升高或降低可能直接源于有機物的厭氧降解，也可能間接來源于營養元素的循環［27-28］。本研究發現，RSD_CB處理組可顯著提高土壤AK、AN含量，降低土壤TK、AP含量。其中，AK含量與毛殼菌屬顯著正相關，而毛殼菌屬是一種生防菌，可降解土壤中纖維素及木質素等，從而導致土壤AK含量增加［17］。土壤水解氮又稱堿解氮，包括無機態氮及易水解的有機態氮，土壤AN含量的增加可能與土壤中反硝化細菌的減少有關。前人研究發現，強還原土壤滅菌可顯著提高土壤AP含量［29］，這與本研究結果略有差異，可能因為AP含量與曲霉屬呈極顯著正相關，與Tausonia呈顯著負相關，而曲霉屬、Tausonia均為致病真菌，抑制了磷的吸收，降低了磷的有效性。

真菌是土壤生態系統的重要組分之一，能夠分解土壤有機質和腐殖質，為植物生長發育提供養分［30-31］。對真菌豐富度指數、多樣性指數、均勻度指數和覆蓋度指數進行分析發現，RSD_CB處理組顯著提高了土壤真菌群落豐富度、多樣性和均勻度，降低了覆蓋度，這與前人的研究結果［27］一致，可能是因為不同動物糞便的發酵組合可以刺激真菌類群，從而獲得更高的真菌多樣性。同時，本研究從不同處理土壤樣本中共檢測到5門9綱15目19科24屬，其中共有優勢菌門為子囊菌門，占比達54.13%～98.22%，其之所以在該研究區占有較高的比重，與其遺傳特性有關。子囊菌門是分解有機物料的關鍵菌群，具有較高的物種多樣性和進化速度［32-33］。但在RSD_CB處理組中，除子囊菌門外，擔子菌門也為優勢菌門。擔子菌門多為腐生菌，可以促進土壤物質循環，而許多菌根真菌也為擔子菌，可以拮抗根部病原菌，改良土壤微生態環境［34］。進一步分析發現，除在門水平各處理組成較為相似外，從目水平到科水平，不同處理的土壤優勢菌群均存在差異，這可能歸因于有機物料的碳成分和分解特性，因為不同有機物料在碳成分、分解特性上存在差異，這種差異對微生物群落組成的影響也不同［35］。從屬水平進行分析，發現RSD_CB處理組雖然增加了鐮刀菌屬這一致病菌的相對豐度，但是也增加了被孢霉屬、毛殼菌屬等有益菌的相對豐度。被孢霉屬、毛殼菌屬均是具有較強分解纖維素能力的真菌，對改善土壤結構、提高土壤養分有效性具有良好效果［17，36-37］。鐮刀菌屬是一種土傳致病菌，在多數土壤中均大量存在，總的來說，RSD_CB處理組中有益菌的數量大于致病菌數量，會使植物趨于正向生長，因此可忽略不計。此外，特定微生物類群的豐度、多樣性和活性是決定特定土壤功能的重要因素。本研究發現，大多數共有OTU被劃分為20個真菌屬，其中有17個真菌屬的相對豐度在不同處理間發生了顯著變化。而特有OTU被劃分為47個真菌屬，SFC_CB、RSD_CB、SFC_RSD處理組分別包含15、29、18個屬，可能因為不同有機殘留物組合刺激了微生物種群，從而增加了微生物多樣性。

采用FunGuild對不同處理土壤真菌群落進行功能預測，共鑒定出12個主要功能分組。根據營養類型主要分為腐生營養型、病理營養型和復合營養型，其中腐生營養型、復合營養型所占比例較高，病理營養型所占比例較低。病理營養型真菌主要從宿主細胞獲取營養來源，可以抑制植物生長，表明3種處理均可減少病原真菌的數量［38-39］。但在本研究土壤中，幾乎沒有發現共生營養型真菌，這可能與試驗前期該地區連續多年種植人參有關，土壤連續多年種植人參會導致土壤養分降低，從而降低共生真菌的相對豐度［40］。同時，不同處理土壤真菌功能組相對豐度并不相同，在SFC_CB處理組中，木質腐生真菌的相對豐度最高，在RSD_CB處理組中，內生-垃圾腐生-土壤腐生-未定義腐生真菌的相對豐度最高，在SFC_RSD處理中，未定義腐生真菌的相對豐度最高。這可能與人為翻動土壤和施入復合微生物菌肥有關，由于改變了真菌生存環境，使易受人為干擾的真菌功能進行了轉換，趨于復雜化［41］。此外，不同處理中未明確分類的真菌仍有很多，還需通過宏基因組進行進一步的功能挖掘。

4 結論

本研究結果表明，氯化苦土壤熏蒸技術和強還原土壤滅菌技術均能顯著改變土壤養分含量和真菌群落結構。其中，SFC_CB處理組顯著提高了土壤SOM、TK含量，RSD_CB處理組顯著提高了土壤EC值和AK、AN含量，SFC_RSD處理組顯著提高了土壤pH值和AP含量，且土壤真菌群落組成與土壤養分密切相關，其中EC值、pH值、SOM含量、AK含量和AP含量是主要驅動因素。同時，不同處理除在門水平組成較為相似外，從目水平到屬水平土壤優勢菌群均存在差異，且RSD_CB處理組顯著增加了被孢霉屬、毛殼菌屬等有益菌的豐度。此外，從不同處理土壤中共鑒定出12個真菌功能群，不同處理均表現為腐生營養型和復合營養型所占比例較高，病理營養型所占比例較低。綜上，強還原土壤滅菌技術有望替代傳統的化學熏蒸技術，用于消減連作障礙土壤。

參考文獻：

［1］ 國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典：一部［S］. 北京：中國 醫藥科技出版社，2020：8-9.

［2］高 健，呂邵娃. 人參化學成分及藥理作用研究進展［J］. 中醫藥導報，2021，27（1）：127-130，137.

［3］李 倩，柴藝匯，高 潔，等. 人參現代藥理作用研究進展［J］. 貴陽中醫學院學報，2019，41（5）：89-92.

［4］張連學，陳長寶，王英平，等. 人參忌連作研究及其解決途徑［J］. 吉林農業大學學報，2008，30（4）：481-485，491.

［5］Gullino M L，Minuto A，Gilardi G，et al. Efficacy of preplant soil fumigation with chloropicrin for tomato production in Italy［J］. Crop Protection，2002，21（9）：741-749.

［6］Haar M J，Fennimore S A，Ajwa H A，et al. Chloropicrin effect on weed seed viability［J］. Crop Protection，2003，22（1）：109-115.

［7］Momma N，Kobara Y，Uematsu S，et al. Development of biological soil disinfestations in Japan［J］. Applied Microbiology and Biotechnology，2013，97（9）：3801-3809.

［8］Blok W J，Lamers J G，Termorshuizen A J，et al. Control of soilborne plant pathogens by incorporating fresh organic amendments followed by tarping［J］. Phytopathology，2007，90（3）：253-259.

［9］劉亮亮，崔慧靈，孔繼婕，等. 強還原處理所使用有機物料與其殺菌效果的相互關系［J］. 植物保護，2017，43（2）：73-81.

［10］ 黃新琦，溫 騰，孟 磊，等. 土壤快速強烈還原對于尖孢鐮刀菌的抑制作用［J］. 生態學報，2014，34（16）：4526-4534.

［11］蔡祖聰，張金波，黃新琦，等. 強還原土壤滅菌防控作物土傳病的應用研究［J］. 土壤學報，2015，52（3）：469-476.

［12］Ueki A，Kaku N，Ueki K. Role of anaerobic bacteria in biological soil disinfestation for elimination of soil-borne plant pathogens in agriculture［J］. Applied Microbiology and Biotechnology，2018，102：6309-6318.

［13］Goldford J E，Lu N，Baji c ?＇ ?C，et al. Emergent simplicity in microbial community assembly［J］. Science，2018，361（6401）：469-474.

［14］檀興燕.強還原土壤滅菌法緩解番茄連作障礙的效果及其土壤微生物群落的響應機制［D］. 淮北：淮北師范大學，2019.

［15］董林林，?，|浩，王 瑞，等. 人參根際真菌群落多樣性及組成的變化［J］. 中國中藥雜志，2017，42（3）：443-449.

［16］張夢昌，金裕姬，馬 晶，等. 老參地改良后微生物生態類群的變化［J］. 吉林農業大學學報，1990（4）：42-46，105.

［17］張建勛，苑雪琪，鞏金壯，等. 老參地種植白屈菜及玉米對土壤養分及真菌群落結構的影響［J］. 吉林農業大學學報，2022，44（1）：51-60.

［18］Zhan Y，Yan N，Miao X Y，et al. Different responses of soil environmental factors，soil bacterial community and root performance to reductive soil disinfestation and soil fumigant chloropicrin［J］. Frontiers in Microbiology，2021，12：796191.

［19］鮑士旦.土壤農化分析［M］. 3版.北京：中國農業出版社，2000：34-79.

［20］張紅霞，張舒雅，張玉濤，等. 山藥根際土壤微生物16S rRNA多樣性及影響因素［J］. 土壤學報，2019，56（5）：1235-1246.

［21］滕 凱，張清壯，彭鏡先，等. 強還原土壤滅菌對煙草種植前后土壤化學性質及微生物群落結構的影響［J］. 煙草科技，2022，55（4）：9-19.

［22］歐小宏，劉迪秋，王麟猛，等. 土壤熏蒸處理對連作三七生長發育及土壤理化性狀的影響［J］. 中國現代中藥，2018，20（7）：842-849.

［23］Kim J M，Roh A S，Choi S C，et al. Soil pH and electrical conductivity are key edaphic factors shaping bacterial communities of greenhouse soils in Korea［J］. Journal of Microbiology，2016，54（12）：838-845.

［24］Huang X Q，Liu L L，Wen T，et al. Reductive soil disinfestations combined or not with Trichoderma for the treatment of a degraded and Rhizoctonia solani infested greenhouse soil［J］. Scientia Horticulturae，2016，206：51-61.

［25］ 劉世鵬，江林春，韋潔敏，等. 金銀花根際土壤真菌群落多樣性及其土壤影響因子研究［J］. 陜西林業科技，2021，49（1）：1-8.

［26］鄭聚鋒，陳碩桐. 土壤有機質與土壤固碳［J］. 科學，2021，73（6）：13-17.

［27］Zhao J，Zhou X，Jiang A Q，et al. Distinct impacts of reductive soil disinfestation and chemical soil disinfestation on soil fungal communities and memberships［J］. Applied Microbiology & Biotechnology，2018，102（17）：7623-7634.

［28］Zhang D Q，Cheng H Y，Hao B Q，et al. Fresh chicken manure ?fumigation reduces the inhibition time of chloropicrin on soil bacteria and fungi and increases beneficial microorganisms［J］. Environmental ?Pollution，2021，286（7）：117460.

［29］魏光鈺，胡 勇，吳永琴，等. 土壤強還原處理對植煙土壤真菌群落結構及烤煙產質量的影響［J］. 湖南農業科學，2021（3）：34-39.

［30］孫鵬洲，羅珠珠，李玲玲，等. 黃土高原干旱區長期種植紫花苜蓿和一年生作物輪作對土壤真菌群落的影響［J］. 中國生態農業學報（中英文），2022，30（6）：965-975.

［31］郭瑞齊，管仁偉，李紅霞，等. 基于ITS序列分析傳統輪作對參田土壤真菌群落組成及多樣性的影響［J］. 江蘇農業科學，2022，50（20）：240-245.

［32］Bastian F，Bouziri L，Nicolardot B，et al. Impact of wheat straw decomposition on successional patterns of soil microbial community ?structure［J］. Soil Biology & Biochemistry，2009，41（2）：262-275.

［33］Ma A Z，Zhuang X L，Wu J M，et al. Ascomycota members dominate fungal communities during straw residue decomposition in arable soil ［J］. PLoS One，2013，8（6）：e66146.

［34］Sterkenburg E，Bahr A，Durling M B，et al. Changes in fungal communities along a boreal forest soil fertility gradient［J］. The New Phytologist，2015，207（4）：1145-1158.

［35］Tan X Y，Liao H K，Shu L Z，et al. Effect of different substrates on soil microbial community structure and the mechanisms of reductive soil disinfestation［J］. Frontiers in Microbiology，2019，10：e02851.

［36］Goto B T，Maia L C. Glomerospores：a new denomination for the spores of Glomeromycota，a group molecularly distinct from the Zygomycota［J］. Mycotaxon，2006，96（4）：129-132.

［37］寧 琪，陳 林，李 芳，等. 被孢霉對土壤養分有效性和秸稈降解的影響［J］. 土壤學報，2022，59（1）：206-217.

［38］Wang J C，Rhodes G，Huang Q W，et al. Plant growth stages and fertilization regimes drive soil fungal community compositions in a wheat-rice rotation system［J］. Biology and Fertility of Soils，2018，54：731-742.

［39］ Anthony M A，Frey S D，Stinson K A. Fungal community homogenization，shift in dominant trophic guild，and appearance of novel taxa with biotic invasion［J］. Ecosphere，2017，8（9）：e01951.

［40］Xu J，Zhang Y Z，Zhang P F，et al. The structure and function of the global citrus rhizosphere microbiome［J］. Nature Communications，2018，9（1）：4894.

［41］燕紅梅，張欣鈺，檀文君，等. 5種植物根際真菌群落結構與多樣性［J］. 應用與環境生物學報，2020，26（2）：364-369.

收 稿日期：2023-02-08

基金項目：國家自然科學基金（編號：82204558）；吉林省重大科技專項（編號：20200504003YY）；吉林省自然科學基金（編號：YDZJ202101ZYTS015）；吉林省重點研發項目（編號：20220204078YY）；長春市科技發展規劃（編號：21ZGY13）；長春中醫藥大學青年科學家項目（編號：QNKXJ2-2021ZR19）。

作者簡介：戰 宇（1995—），女，吉林長春人，博士研究生，主要從事中藥學方面的研究。E-mail：2507546505@qq.com。

通信作者：李 瓊，博士，助理研究員，主要從事藥用植物栽培研究。E-mail：wode17k@163.com。