烟-薯套作对根际微生物多样性的影响

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20240100

浙江农业科学 ›› 2025, Vol. 66 ›› Issue (12): 2901-2909.DOI: 10.16178/j.issn.0528-9017.20240100

烟-薯套作对根际微生物多样性的影响

黄海霞¹(), 黄昆鹏², 杨再军³, 曹可心⁴, 潘恒德¹, 韦学平¹, 陆福勇¹, 李俊霖¹, 罗勤站¹^,^*()

1.广西壮族自治区烟草公司百色市公司,广西百色 533000
2.红云红河烟草(集团)有限责任公司红河卷烟厂,云南弥勒 652300
3.贵州省烟草公司遵义市公司余庆分公司,贵州遵义 564499
4.河南农业大学烟草学院,河南郑州 450002

收稿日期:2025-06-21 出版日期:2025-12-11 发布日期:2025-12-17
通讯作者: 罗勤站,男,广西百色人,本科,主要从事烟叶种植工作,E-mail:114994295@qq.com。
作者简介:黄海霞,女,广西靖西人,本科,从事烟叶生产、分级研究,E-mail:940628101@qq.com。
基金资助:
品牌导向的高可用性上部烟叶质量提升关键技术研究与应用(202245100020409);浙江中烟工业有限责任公司科技计划项目(2023330000340127);中国烟草总公司河南省公司创新项目(2024410000240039)

Effects of tobacco-sweet potato intercropping on rhizosphere microbial diversity

HUANG Haixia¹(), HUANG Kunpeng², YANG Zaijun³, CAO Kexin⁴, PAN Hengde¹, WEI Xueping¹, LU Fuyong¹, LI Junlin¹, LUO Qinzhan¹^,^*()

1. Baise City Company, Guangxi Zhuang Autonomous Region Tobacco Company, Baise 533000, Guangxi
2. Honghe Cigarette Factory, Hongyun Honghe Tobacco (Group) Co., Ltd., Mile 652300, Yunnan
3. Yuqing Branch of Zunyi Company of Guizhou Tobacco Company, Zunyi 564499, Guizhou
4. College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, Henan

Received:2025-06-21 Online:2025-12-11 Published:2025-12-17

摘要/Abstract

摘要：

为探究套作红薯对烟草根际土壤微生物多样性的影响,并为该种植模式的推广提供理论依据,本研究采用 Illumina MiSeq 高通量测序技术,比较了烟-薯套作与烟草净作2种处理下烟草根际土壤微生物的多样性及群落组成。结果表明,与烟草净作相比,烟-薯套作显著(p<0.05)降低了根际土壤真菌群落的α多样性。在细菌门水平上,烟-薯套作处理中酸杆菌门与厚壁菌门的相对丰度分别提高3.29和1.82百分点,而放线菌门、变形菌门和绿弯菌门则分别下降2.70、1.16和1.82百分点。在真菌门水平上,被孢霉门、担子菌门和unclassified_k_Fungi的相对丰度分别增加3.01、1.94和0.91百分点,子囊菌门则下降5.92百分点。在细菌属水平上,norank_f_Vicinamibacteraceae、norank_f_norank_o_Vicinamibacterales、芽孢杆菌属、RB41和norank_f_norank_o_Gaiellales的相对丰度在套作处理中分别提高0.67、0.86、1.47、0.67和0.15百分点;而norank_f_JG30-KF-CM45、norank_f_67-14、norank_f_Gemmatimonadaceae、norank_f_norank_o_norank_c_KD4-96、芽殖球菌属、链霉菌属和土壤红杆菌属则分别降低0.43、0.01、0.37、0.21、0.31、0.25和0.15百分点。相关分析表明,土壤pH值对根际微生物群落影响较大,对厚壁菌门、绿弯菌门、子囊菌门和被孢霉门均具有显著影响。本研究为烟-薯套作模式的推广与应用提供了理论支持。

关键词: 高通量测序, 烟-薯套作, 根际土壤, 烟草, 微生物多样性

Abstract:

To investigate the effects of intercropping sweet potato with tobacco on the tobacco rhizosphere soil microbial diversity and to provide a theoretical basis for the promotion of this cropping pattern, Illumina MiSeq high-throughput sequencing technology was employed to compare the microbial diversity and community composition in the tobacco rhizosphere soil under two treatments: tobacco-sweet potato intercropping and tobacco monoculture. The results showed that, compared with tobacco monoculture, intercropping with sweet potato reduced the α-diversity of the fungal community in the rhizosphere soil. At the bacterial phylum level, the relative abundances of Acidobacteriota and Firmicutes increased by 3.29 and 1.82 percentage points, respectively, under intercropping, while those of Actinobacteriota, Proteobacteria, and Chloroflexi decreased by 2.70, 1.16, and 1.82 percentage points, respectively. At the fungal phylum level, the relative abundances of Mortierellomycota, Basidiomycota, and unclassified_k_Fungi increased by 3.01, 1.94, and 0.91 percentage points, respectively, whereas that of Ascomycota decreased by 5.92 percentage points. At the bacterial genus level, the relative abundances of norank_f_Vicinamibacteraceae, norank_f_norank_o_Vicinamibacterales, Bacillus, RB41, and norank_f_norank_o_Gaiellales increased by 0.67, 0.86, 1.47, 0.67, and 0.15 percentage points, respectively, under intercropping. In contrast, the relative abundances of norank_f_JG30-KF-CM45, norank_f_67-14, norank_f_Gemmatimonadaceae, norank_f_norank_o_ norank_c_KD4-96, Blastococcus, Streptomyces, and Solirubrobacter decreased by 0.43, 0.01, 0.37, 0.21, 0.31, 0.25, and 0.15 percentage points, respectively. Correlation analysis indicated that soil pH value significantly influenced the rhizosphere microbial community, exerting notable effects on Firmicutes, Chloroflexi, Ascomycota, and Mortierellomycota. This study provides a theoretical foundation for the promotion and application of the tobacco-sweet potato intercropping pattern.

Key words: high-throughput sequencing, tobacco-sweet potato intercropping, rhizosphere soil, tobacco, microbial diversity

中图分类号:

S572

黄海霞, 黄昆鹏, 杨再军, 曹可心, 潘恒德, 韦学平, 陆福勇, 李俊霖, 罗勤站. 烟-薯套作对根际微生物多样性的影响[J]. 浙江农业科学, 2025, 66(12): 2901-2909.

HUANG Haixia, HUANG Kunpeng, YANG Zaijun, CAO Kexin, PAN Hengde, WEI Xueping, LU Fuyong, LI Junlin, LUO Qinzhan. Effects of tobacco-sweet potato intercropping on rhizosphere microbial diversity[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2025, 66(12): 2901-2909.

图/表 6

表1 不同处理下土壤细菌、真菌的丰富度和多样性指数

Table 1 Soil bacterial and fungal richness and diversity index under different treatments

分类	处理	Shannon指数	Simpson指数	Ace指数	Chao1指数	覆盖范围/%
细菌	T	6.93±0.05 a	0.002 4±0.000 1 a	4 895.38±193.88 a	4 907.71±219.22 a	96.61
	CK	6.95±0.06 a	0.002 4±0.000 2 a	5 000.40±259.13 a	4 958.98±236.00 a	96.56
真菌	T	4.58±0.16 a	0.026 0±0.010 0 a	779.41±39.25 b	787.72±36.23 b	99.77
	CK	4.64±0.30 a	0.029 8±0.020 0 a	1 043.02±155.05 a	1 047.47±164.17 a	99.59

图1 细菌(左)与真菌(右)的运算分类单元(OTU)数量 T,烟薯套作;CK,烟草净作。图2~3同。

Fig.1 The operational taxonomic unit(OTU) number of bacteria (left) and fungi (right)

图2 不同处理根际土壤细菌(左)与真菌(右)在门水平上的相对丰度

Fig.2 Relative abundance of rhizosphere soil bacteria (left) and fungi (right) at phylum level under different treatments

图3 不同处理根际土壤细菌(左)与真菌(右)在属水平上的相对丰度

Fig.3 Relative abundance of rhizosphere soil bacteria (left) and fungi (right) in different treatments at the genus level

图4 根际土壤细菌(左)与真菌(右)主坐标分析(PCoA)和非度量多维尺度(NMDS)分析

Fig.4 Principle coordinates analyssi (PCoA) and non-metric multidimensional scaling (NMDS) analysis of rhizosphere soil bacteria (left) and fungi (right)

图5 根际土壤理化性质与细菌(左)、真菌(右)相对丰度的相关性 pH、AN、OM、AP、AK分别表示土壤pH值、碱解氮含量、有机质含量、速效磷含量、速效钾含量。 “*”表示显著相关(p<0.05),“**”表示极显著相关(p<0.01)。

Fig.5 Correlation between physical and chemical properties of rhizosphere soil and relative abundance of bacteria (left) and fungi (right)

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