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(Acidothermu)、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.

有机茶园;坡位;细菌群落组成;高通量测序;PICRUSt2功能预测

王峰;陈玉真;吴志丹;尤志明;翁伯琦;俞晓敏;杨贞标

福建农林大学园艺学院,福州 350002;福建省农业科学院茶叶研究所,福州 350012;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,福州350002;福建省农业科学院,福州 350013;美国加利福利亚大学河滨分校,河滨CA,92506

生态学报

[1]王峰;陈玉真;吴志丹;尤志明;翁伯琦;俞晓敏;杨贞标-.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)[J].生态学报,2022(20):8435-8452

Actinobacterita,Acidothermu

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