什么是剑麻及平托花生？对土壤微生物又有怎样的作用机理？

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文丨大白有话讲

编辑丨大白有话讲

前言

剑麻和平托花生是两种重要的农作物，它们在农业生产中扮演着重要的角色，剑麻是一种优良的绿肥作物具有丰富的氮肥含量可以有效地改善土壤质量和结构，为后续作物的生长提供充足的养分。

平托花生则是一种重要的油料作物和蛋白质来源，对人类的饮食和养殖业具有重要意义，我们希望通过本研究为剑麻和平托花生在农业生产中的合理利用和推广提供科学依据，进一步促进可持续农业发展和土壤健康管理。

剑麻栽培技术

为了探究间作平托花生还田后剑麻行间间作平托花生对剑麻园土质量的影响，对剑麻单作与间作平托花生进行大田实验，研究其不同种植模式的养分以及土壤微生物群落状况，以期为剑麻园剑麻轻简化栽培提供理论依据。

细菌群落中放线菌门相对丰度显著升高，肠杆门相对丰度显著下降门水平真菌在间作后显著的提高了子囊南门和罗兹南门的相对丰度，相关性分析以及RDA分析表明土壤微生物群落主要受SOM的影响。

根据Tax4Fun细南功能预测表明碳水化合物代谢氨基酸代谢、膜运输、翻译、复制与修复和能量代谢功能群为两种模式，主要功能群利用微生态工具进行功能预测表明间作后植物病原植物病原真菌得到了显著提升。

显著提高了土壤的养分状况和土壤微生物群落多样性，提高了细菌群落的脂质代谢和遗传信息处理能力并且增加了病原型、腐生型和地衣型真菌类群，显著改善剑麻单作土壤质量有助于剑麻的健康生长。

剑麻是景天酸代谢途径植物具有耐瘠、耐旱等特性是中国重要的麻类经济作物，经过70年的发展农屋已成为全国最大的剑麻种植、加工、出口基地，被评为国家和省级现代农业产业园。

截至2020年剑麻种植纤维产量超10kg，同时借以产业园的发展解决了当地近2万人的就业问题实现了每人每年近23万元的收益，现今剑麻产业已成为雷州市的支柱产业，但由于长期管理不当化肥的长期使用造成麻田行间剑麻成纤量下降等。

研究表明绿肥作物具有改良土壤、减少养分流失、增加生物多样性等作用，平托花生作为一种热带亚热带豆科牧草，具有生长繁育能力强、适应性强、耐瘠的特点，平托花生又名假花生为豆科落花生属多年生植物。

经中国热带农业科学院热带牧草研究中心从国际热带农业研究中心引进培育，主要广泛种植于热带亚热带地区，种植平托花生有提高土壤养分、增强水土保持性能、防控槟榔等作物病虫害、提高群落稳定性等作用。

在剑麻行间间种平托花生方面，研究表明剑麻套种平托花生可有效提高土壤的保水能力，但由于未施肥料剑麻与平托花生争抢土壤养分造成了土壤养分低于剑麻单作，土壤微生物在驱动植物营养等方面起着重要的生态作用。

近年来由于测序技术的普及越来越多的学者聚焦于微生物对环境因子的影响，并在间作对土壤微生物的影响的研究逐渐丰富且取得了一些进展，使得土微生物群落代谢过程的稳定性降低。

目前中国对剑麻种植地土壤微生物的研究较少，仅有研究表明使用有机肥和无机肥对剑麻地土壤细菌影响较大真菌次之，并且尚未对其间种后土壤微生物群落多样性进行系统的监测、研究。

因此为了探究间作平托花生还田后剑麻行间间作平托花生对剑麻园土壤质量的影响，本研究进行大田实验，从分子水平上揭示剑麻间作平托花生土壤微生物群落的变化，研究其土壤微生物群落状况为剑麻园剑麻轻简化栽培提供科学依据。

间作对土壤指标影响

相比剑麻单作间作后土壤pH降低了0.23，同时与平托花生间作显著的提高了土壤有机质、全氮、全磷、全钾的含量分别提高了40.88%、25.93%、25%，并且间作后土壤有效养分中态氮、速效磷和速效钾的含量。

增高了5.83%、10.25%和1.70%而态氮却呈现显著的下降了31.86%，总体而言间作后土壤的养分整体呈上升趋势，与剑麻单作相比间作平托花生显著提高了土壤细菌微生物群落的Shannon指数无显著变化。

间作后的真菌微生物群落的Shannon指数却呈现了下降的趋势，Ace指数呈现极显著的上升趋势，对剑麻单作和间作平托花生的细菌和真菌在门水平上进行分类，将平均相对丰度大于1%的微生物视为优势菌群。

细优势菌群中变形菌门、酸杆菌门、未命名细菌和绿弯菌门相对丰度占比最大，4个相对丰度之和均超过2个处理的50%，其次是放线菌门厚壁菌门、拟杆南门、流微门、粘菌门、硝化螺旋菌。

检验结果显示间作后放线菌门相对丰度显著升高增幅为34.41%，肠杆菌门相对丰度显著下降幅为72.43%，在门水平上的真菌优势菌群中子囊菌门相对丰度最大为64.95%，其次是担子菌门、被跑门、罗兹菌门。

土壤真菌群落组成

在属水平上细菌群落相对丰度大于1的群属单作模式6个，两种处理相同的优势菌属为苔鲜杆菌属和假丝酵菌属，此外间作相对丰度大于1的还有热酸菌属和慢生根瘤菌属，而单作模式下除上述两种共有菌属外还包括假单胞菌属且在间作后表现为显著下降。

同时对测定的属水平细南群落进行显著性分析，由于差异性物种过多现只对极显著进行分析，间种后显著提高了贪噬菌属和土壤杆菌属的相对丰度，在属水平上真菌群落相对丰度大于1的群属间作模式有11个。

其分别为刀属、二跑属、毛壳属、黄丝曲居、被跑霉属，另外间作模式丰度大于1的群属还有曲菌属而单作模式则丰度大于1的群属还有小罗囊菌属和腐质霉属，且对测定属水平真菌群落进行极显著性，分析发现间作后镰刀霉属、二抱属极显著高于单作。

为明确理化因子与真菌和细菌群落的相关关系进行RDA冗余分析，结果显示土壤细菌群落RDA前2个轴共解释了60.24%的群落变化，土真菌群落RDA前2个轴共解释了62.55%的群落变化。

其中间作与全氮、土壤有机质和态氮含量呈正相关与硝态氮含量呈负相关，并且钱态氮、硝态氮、全氮和有机质均对细菌、真菌群落影响较大，为更进一步明确其相关性本研究选用热图来进一步分析。

结果显示排名前十的细菌菌属中假丝酵母菌属和热酸菌属与有机质呈极显著正相关，并且有机质与慢生根瘤菌属呈显著正相关，苔藓杆菌属、假单胞菌属、叶瘤杆菌属和RB41呈显著正相关。

而与假丝酵母菌属、热酸菌属和慢生根癌菌属呈显著负相关，前十的细菌菌属中只有慢生根瘤菌属与全钾呈极显著相关，RB41与硝态氮呈显著正相关假丝群母菌属和慢生根瘤菌属与硝态氮呈显著负相关，慢生根瘤菌属与全氮呈极显著正相关。

排名前十的真菌群落中土壤有机质与镰刀霉属呈现极显著正相关，刀霉属、二抱属曲霉菌属、与ph呈显著负相关，全与镰刀霉属和曲霉菌属呈显著正相关，全氮与镰刀霉属和曲霉属呈显著正相关。

细菌功能预测

对间作与单作土壤中细菌群落可能存在的功能进行预测分析，在壤细菌中共发现来自6类代谢通路，主要通路来自于代谢、遗传信息处理和环境信息处理这三大类，进行二级子功能层分析表明共有44个子功能类群。

其中修复能量代谢功能群为主要功能群总和占比大于50%，选择相对丰度最高的功能绘制热图进行功能菌群差异性分析，结果表明间作后翻译、脂质代谢和折叠、定位与降解这3类功能显著升高。

利用微生态工具根据真菌群落对同类环境资源的利用途径对间作和单作后的土壤真菌群落进行功能预测，按照对环境资源的吸收利用方式可划分为3种营养型腐生营养型病原营养型共生营养型和6种互有交叉营养型。

根据间作壤样本中植物病原土壤腐生-木质腐生真菌、未命名腐生真南和植物病原真菌为主要功能真菌，同时间作后极显著提升了植物病原菌和植物病原土壤腐生-木质腐生真菌，显著提高了内生植物病原真菌和地衣型真菌，而这2种功能真菌呈现显著(P0.05)下降趋势。

本研究表明间作平托花生显著提高了土壤养分及土壤微生物群落的多样性，并显著增强了细菌和真菌群落的差异性，显著提高了放线菌门、子囊菌门和罗兹菌门的相对丰度，降低了肠杆菌门的种群丰度使得属水平上的土壤微生物群落差异性得到增加。

间种平拖花生显著对剑麻园土壤微生物功能类群影响显著，提高了细菌群落的脂质代谢和遗传信息处理能力增加了病原型、腐生型和地衣型真菌，总体而言间作平托花生可以促进剑麻园土壤养分循环，使得土壤质量得到提高为剑麻轻简化栽培技术提供科学依据。

笔者观点

笔者认为剑麻和平托花生作为优质农作物，其种植对土壤微生物群落的积极影响是不容忽视的，这两种农作物能够提高土壤的生物学活性和养分供应能力促进植物的生长和发育，从而提高农作物的产量和质量。

综上所述剑麻和平托花生的种植对土壤微生物群落产生积极的影响，在未来的农业生产中我们应该充分利用这两种农作物的优势，采取合理的种植方式和农业措施进一步发挥它们在土壤生态系统中的作用，实现农业生产的高效和可持续发展。

参考文献

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