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海南农田不同质地砖红壤及其细菌群落与番茄青枯病发生的关联分析.pdf
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海南 农田 不同 质地 砖红壤 及其 细菌 群落 番茄 青枯病 发生 关联 分析
生态环境学报 2023,32(6):1062-1069 http:/ Ecology and Environmental Sciences E-mail: 基金项目:海南省省属科研院所技术创新专项(Jscx202005);海南省院士创新平台科研项目(YSPTZX202212)作者简介:李海鹏(1996 年生),男,技术员,硕士,研究方向为土传病害防控。E-mail:*共同第一作者:黄月华,女,副教授,博士,研究方向为环境微生物与元素循环。E-mail:*通讯作者:曹启民(1974 年生),研究员,博士,研究方向为土壤环境修复。E-mail: 收稿日期:2023-02-21 海南农田不同质地砖红壤及其细菌群落与番茄青枯病 发生的关联分析 李海鹏2,黄月华3,4*,孙晓东5,曹启民1*,符芳兴1,孙楚涵3 1.海南省农业科学院农业环境与土壤研究所,海南 海口 571100;2.临湘市农业农村局生态能源服务中心,湖南 岳阳 414300;3.海南大学生态与环境学院,海南 海口 570228;4.海南省农林环境过程与生态调控重点实验室,海南 海口 570228;5.海南省农业科学院蔬菜研究所,海南 海口 571100 摘要:青枯病对农田土壤环境的影响深远。为探究海南砖红壤质地和细菌群落与番茄青枯病发生的关系,为农业防治青枯病提供参考依据,以海南农田砖红壤为对象,番茄为茄科模式作物,采用大田试验,分别在 3 种不同质地砖红壤试验田设置了6 个处理组(砂土对照、砂土+接种青枯菌、壤土对照、壤土+接种青枯菌、黏土对照与黏土+接种青枯菌),采用伤根接种法,通过定期采集发病植株和土壤样品,统计植株发病率、测定土壤理化性质和微生物多样性。结果表明:(1)接种青枯菌后番茄植株均出现青枯病症状,壤土、砂土、黏土发病率分别为:52.3%、77.9%、95.1%,病情指数分别为:20.3、52.1、83.2;(2)患病植株中壤土 pH 值远低于砂土和黏土;砂土和壤土 pH 值与发病率显著负相关(P0.05),土壤有机质、有效磷含量均与发病率呈负相关;(3)发病植株所在土壤细菌 多样性指标比健康植株所在土壤更低,砂土芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度高于壤土和黏土,黏土中雷尔氏菌属(Ralstonia)、德沃斯氏菌属(Devosia)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、硝化螺菌属(Nitrospira)、unclassified_Gemmatimonadaceae 属与 Haliangium属相对丰度比砂土和壤土高;壤土中与土壤养分有关的苔藓杆菌属(Bryobacter)、地杆菌属(Terrabacter)相对丰度均高于砂土和黏土。综上说明海南农田不同质地砖红壤番茄青枯病发病率不同,且土壤 pH 值是影响发病率的关键因素,番茄青枯病的发生会导致土壤有机质和有效磷的流失,同时会降低土壤细菌多样性。关键词:青枯病;砖红壤;理化性质;细菌多样性 DOI:10.16258/ki.1674-5906.2023.06.007 中图分类号:S154.36;X144;X17 文献标志码:A 文章编号:1674-5906(2023)06-1062-08 引用格式:李海鹏,黄月华,孙晓东,曹启民,符芳兴,孙楚涵,2023.海南农田不同质地砖红壤及其细菌群落与番茄青枯病发生的关联分析J.生态环境学报,32(6):1062-1069.LI Haipeng,HUANG Yuehua,SUN Xiaodong,CAO Qimin,FU Fangxing,SUN Chuhan,2023.Correlation analysis of the occurrence of the tomato bacterial wilt and different types of texture of latosols and its bacterial community in cropland in Hainan J.Ecology and Environmental Sciences,32(6):1062-1069.由青枯菌(Ralstonia solanacearum)造成的青枯病(Bacterial wilt)对全球超过 50 科、200 种植物造成非常严重的危害(Mamphogoro et al.,2020)。2020 年,中国大陆地区番茄(Solanum lycopersicum)总产值超过 360 亿美元(FAOSTAT,2020),南方省份是番茄青枯病的高发地区(Chen et al.,2020)。青枯病破坏土壤生态环境,酸碱度(Fan et al.,2021)、营养元素(Nakahara et al.,2021)与微生物多样性(Gao et al.,2019)等在内的土壤化学生物因子均与青枯菌关联紧密。土壤中碳氮比(C/N)与青枯病发病植株的病情指数呈负相关关系(范围:C/N22)(Cao et al.,2022),而土壤中可利用碳和氮的增加能促进磷酸酶活性提高,土壤有效磷含量因此得以提升(Mndzebele et al.,2020)。微生物在土壤生态系统也起到“举重若轻”的作用,例如多噬伯克霍尔德氏菌(Burkholderia multi-vorans)能将土壤磷酸盐转化为有效磷(Liu et al.,2020),土壤 pH 升高时,青枯病发病率下降的同时,地杆菌属(Terrabacter)降解土壤有机物效率升高(Chen et al.,2022),芽孢杆菌属(Bacillus)和 Candidatus_Solibacter 属等土壤有益微生物相对丰度显著提升(Chen et al.,2020;Conradie et al.,李海鹏等:海南农田不同质地砖红壤及其细菌群落与番茄青枯病发生的关联分析 1063 2020),间接抑制了土壤中青枯菌在植物中的定殖,巩固了土壤养分循环过程。目前科研工作者已经从多维度去研究了番茄青枯病发生与土壤环境的关系,并提出青枯病防治措施(Xue et al.,2020),但青枯病仍对当今农业生产构成持续性困扰(Zheng et al.,2019)。海南处于青枯病频发的热带地区,砖红壤是海南省占地面积最大的土壤类型(梁捷,2020),海南青枯病发生对不同质地土壤理化性质和细菌群落的影响还鲜有研究。本研究通过对比分析番茄植株遭受青枯菌侵染后其土壤理化性质、细菌群落(属水平)的差异,揭示土壤中与青枯病发生密切相关的生物及非生物因子,以期为治理掣肘现代农业发展的土传病害难题提供理论依据。1 材料与方法 1.1 研究地区概况 本研究土壤类型均为砖红壤,分别是位于海南省文昌市文城镇的砂土试验地、儋州市大成镇壤土试验地与澄迈县永发镇黏土试验地,3 处试验地纬度相近,在种植番茄前均无前作,选定的种植区域无其它植被覆盖。试验期间,平均气温、降水量等背景值见表 1。1.2 试验设计和采样 用长至45片真叶的番茄苗(品种:Ailsa Craig LA2838A)进行移栽(10月下旬),行株距100 cm50 cm,60 d 后,经观察,各质地土壤番茄植株均为健康生长状态(12 月下旬),分别将 3 种质地土壤的番茄种植区域各划分为 6 个小区,空白对照组(CK)与接种青枯菌处理组各 3 个小区,对照组与处理组试验区分隔道路两旁(相距 50 m)以防止对照组区域病原菌侵染。用伤根接种法(曾文青,2021)将含 1.00106 CFUmL1青枯菌的 LB 培养液以每株100 mL 施加量接种至处理组区域番茄植株土壤根系的 3 个小区,同时将另外 3 个小区用相同方法接种等量无菌 LB 培养液作为对照。30 d 后,在各质地土壤处理组区域植株出现不同程度枯萎症状(1月下旬),进行采样工作并统计发病率、计算病情指数(表 2)。从番茄植株移栽至采样期间,施用普通固体复合肥(NPK=111),各处理浇水量和次数相同,试验期间不进行细菌病害处理。采用五点采样法采样,每个点位选取生长状态相同的植株(3 株)进行采样,除去土壤表面杂质,采用环刀取测定土壤孔隙度的样品,其余指标所需土样灭菌用抖根法(Zhang et al.,2017)采集,采样工具均经过灭菌处理。然后将 5 个点位的样品混匀为 1 个样品。测定理化性质的样品在室温下风干后过 20 目筛(孔径 0.85 mm)待测,测定土壤微生物多样性指标的样品放于80 超低温冰箱冻存。1.3 土壤样品处理 根据 LY/T 12151999 森林土壤水分-物理性质的测定 标准测定土壤孔隙度(Soil porosity,SP),参照土壤农化分析测定土壤样品理化性质,包括 pH、有效氮(available nitrogen,AN)、有效钾(available potassium,AK)、有效磷(available phosphorus,AP)与有机质(organic matter,OM);土壤微生物多样性样品经 NucleoSpin 96 Soil 试剂盒提取DNA后,用细菌DNA引物338F/806R(Wang et al.,2017)对相关目标序列进行 PCR 扩增,然后采用纯化且均一化后的产物构建测序文库,经过FLASH、UCHIME 等软件(Edgar et al.,2011;Bolger et al.,2014)预处理,质检合格的文库通过 Illumina Nova PE 250 平台进行测序(具体测序以及序列比对工作由北京百迈客生物科技有限公司承接)。1.4 数据处理与分析 本试验番茄植株青枯病病情共分为 4 级(级别越高,病情越重),统计分级采用 Roberts et al.(1988)的病情分级标准,番茄植株发病率与病情指数计算公式如下:D=n/N100 (1)Di=(XiNi)100/(NXmax)(2)式中:D发病率(%);n发病番茄植株数;N统计番茄总株数;Di 病情指数;表 1 试验期间田地环境概况 Table1 The survey results of field environment during the experiment 土壤质地 日均气温/日均降雨量/mm 采样地 气候 砂土 19.7 2.75 文城 热带季风气候 黏土 19.5 1.64 永发 热带季风气候 壤土 20.0 2.56 大成 热带季风气候 表 2 各质地土壤番茄植株发病率及病情指数 Table 2 Disease incidence and disease severity index of three different textural soil 处理组 D/%1)Di 2)砂土对照组 0 0 壤土对照组 0 0 黏土对照组 0 0 砂土处理组 77.94.9B 3)52.15.7B 壤土处理组 52.311.3C 20.32.4C 黏土处理组 95.14.8A 83.212.2A 1)D:发病率;2)Di:病情指数;3)同一列中,大写字母表示差异极显著(P0.01)。下同 1064 生态环境学报 第32卷第6期(2023年6月)Xi 病情等级;Ni 该病情等级发病植株数;Xmax试验地最高病情等级。文中各指标测定结果数据的比较采用 SPSS 26.0 软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和“独立样本 t 检验”分析(t tests),所有测定数据均采用“平均值标准差”表示,分别采用Spearman 相关性分析与主坐标分析(Principal coordinate analysis,PCoA)探究各环境因子与番茄青枯病发病率、土壤微生物多样性的关系,图像使用 Graphpad Prism 9.0 软件与“https:/www.chiplot.online/”网址绘制、配色。2 结果与分析 2.1 发病情况统计 调查结果显示,对照组的砂土、壤土、黏土的番茄植株 D、Di都为 0,处理组的壤土、砂土、黏土番茄植株 D 分别为 52.3%、77.9%和 95.1%,Di分别为 20.3、52.1 和 83.2,且三者差异显著(P0.01)。2.2 土壤理化性质分析 表 3 显示,结果显示,对照组中,黏土的 pH值、OM、AK 含量和 SP 高于砂土和壤土;砂土的AP 含量高于壤土和黏土,OM、AN、AK 含量与SP 则低于壤土和黏土,壤土和黏土的 AP、OM、AN 和 SP 砂土的相同指标差异显著(P0.01),AK 含量在 3 种植地土壤间差异显著(P0.01),壤土的 pH 值最低,AN 含量最高,3 种质地土壤pH 值差异显著(P0.01)。接种青枯菌的处理组中,黏土的 AP 含量低于砂土和壤土;砂土的 OM、AN、AK 含量与 SP 低于黏土和壤土,砂土的 AP、OM 含量分别与壤土和黏土差异显著(P0.01);砂土和黏土的 AN 含量差异显著(P0.05),壤土的 pH 值低于黏土和砂土,黏土的 OM、AN、AK含量和 SP 比砂土和壤土高;3 种质地土壤 pH 值和AK 含量差异显著(P0.05)。各质地土壤处理组的 OM、AP 含量与 SP 均低于对照组;壤土和黏土处理组的 AK 含量分别高于各自对照组,砂土和黏土 AN 含量均高于各自对照组。砂土、壤土对照组与处理组间 pH 值差异显著(P0.01);对照组黏土的 AK 含量及 SP 与处理组差异显著(P0.05)。2.3 土壤细菌多样性分析 3 种质地土壤处理组细菌的 Shannon 和 Chao1指数均低于相应对照组(表 4),其中砂土与壤土处理组细菌Shannon和Chao1指数分别与对照组差异显著(砂土:P0.01,壤土:P0.05);对照组中,黏土细菌 Shannon 指数高于砂土与壤土,且与壤土 Shannon 指数差异显著(P0.01)。处理组中,黏土细菌 Shannon 与 Chao1指数均显著高于砂土(P0.01)。图 1 结果表明,3 种质地土壤对照组中,壤土苔表 3 3 种质地土壤理化性质比较 Table 3 Comparison of physicochemical properties among three different textural soil 土壤理化性质 处理组 土壤质地 砂土 壤土 黏土 pH 对照组 5.410.04B 1)*2)4.840.09C*5.790.05A ns 处理组 5.050.06B 4.390.04C 5.790.14A w(OM)/对照组 7.200.98B ns 2)15.401.48aA ns 17.571.89aA ns 处理组 7.101.41B 13.700.36aA 16.902.36aA w(AN)/(mgkg1)对照组 68.835.60B ns 138.4712.03aA ns 137.4319.26aA ns 处理组 73.832.42b 128.9319.35ab 147.5017.14a w(AP)/(mgkg1)对照组 55.307.84A ns 17.323.22bB ns 3.831.26cB ns 处理组 47.135.79aA 14.534.56bB 3.670.06bB w(AK)/(mgkg1)对照组 39.308.78C ns 73.046.71B ns 129.9714.40A*2)处理组 27.976.16C 62.239.36B 182.9317.52A SP/%对照组 45.432.00B ns 56.131.84aA ns 59.683.61aA*处理组 43.374.04a 48.397.52a 51.902.92a 1)同一行中,小写和大写字母表示差异显著(P0.05)和极显著(P0.01);2)“*”、“*”与“ns”分别代表同一处理组同一指标数据间差异显著(P0.05)、极显著(P0.05)。下同 表 4 3 种质地土壤细菌多样性指数比较 Table 4 Comparison of the microbial diversity among three different textural soil 土壤多样性指数 处理组 砂土 显著性标记 壤土 显著性标记 黏土 显著性标记 Shannon 对照组 9.290.03bB*8.970.23cB*9.510.09aA ns 处理组 8.170.08cB 8.440.14bB 9.380.10A Chao1 对照组 2 117.5535.24aA*1 621.7299.54B*2 156.4710.15aA*处理组 1 761.4843.87B 1 330.8555.02C 2 074.5741.19A 李海鹏等:海南农田不同质地砖红壤及其细菌群落与番茄青枯病发生的关联分析 1065 藓杆菌属(Bryobacter)、中华单胞菌属(Sinomonas)相对丰度分别为 3.24%和 3.80%,均高于砂土与黏土,unclassified_Micrococcaceae 属相对丰度低于1.00%;处理组中,黏土的鞘氨醇杆菌属(Sphin-gomonas)相对丰度分别比壤土和砂土高 36.4%,13.8%,其中 unclassified _Gemmatimonadaceae 属相对丰度(2.96%)是壤土的 5.19 倍。各处理组中unclassified_Bacteria、unclassified_Gemmatimona-daceae 属相对丰度均低于对照组,砂土处理组鞘氨醇 杆 菌 属、Burkholderia_Caballeronia_Paraburk-holderia 属与 unclassified _Acidobacteriales 属相对丰度高于对照组,壤土处理组中除马赛菌属(Massilia)外其余细菌属相对丰度均低于对照组,其中壤土处理组中 unclassified_Acidobacteriales 属比对照组低 71.2%。所有对照组与处理组中鞘氨醇杆菌属的相对丰度占比均超过 4.00%;3 种质地土壤的处理组的中华单胞菌属和 unclassified_Micro-coccaceae 属相对丰度为黏土砂土壤土。由图 2 可知,除土壤相对丰度较高的优势菌群外,3 种质地土壤部分细菌群落对照组、处理组间相对丰度差异较大(热图中颜色越深,物种相对丰度越高)。无论是对照组还是处理组,黏土中酸杆菌属(Acidibacter)相对丰度均低于砂土与壤土,而黏土中德沃斯氏菌属(Devosia)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、硝化螺菌属(Nitrospira)、Haliangium 属与慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)相对丰度均比砂土与壤土高;处理组中,壤土的德沃斯氏菌属、中慢生根瘤菌属与新草螺菌属(Noviherbaspirillum)相对丰度均低于砂土与黏土,而地杆菌属相对丰度则高于砂土和黏土。处理组中砂土仅芽孢杆菌属相对丰度高于壤土与黏土,与 3 图中细菌相对丰度为其所属土壤样本中在属水平上相对丰度超过 0.1%的细菌群落总和的比例,LSCK:砂土对照组,LLCK:壤土对照组,LCCK:黏土对照组,LSIRS:砂土处理组,LLIRS:壤土处理组,LCIRS:黏土处理组。下同 Bryobacter:苔藓杆菌属;Massilia:马赛菌属;Sinomonas:中华单胞菌属;Sphingomonas:鞘氨醇杆菌属;unclassified_Gemmatimonadaceae,unclassified_Acidobacteriales,Burkholderia_Caballeronia_Paraburkholderia,unclassified_ Micrococcaceae,unclassified_Bacteria未找到中文名 图1 青枯病发生后各质地土壤细菌群落在属水平相对丰度前10名的物种组成 Figure 1 The soil bacterial communities in different textural soil were composed of the species with top 10 highest relative abundance at the genus level after occurence of bacterial wilt Acidibacter:酸杆菌属;Bacillus:芽孢杆菌属;Devosia:德 沃 斯 氏 菌 属;Mesorhizobium:中 慢 生 根 瘤 菌;Noviherbaspirillum:新草螺菌属;Nitrospira:硝化螺菌属;Ralstonia:雷尔氏菌属;Nocardioides:类诺卡 氏菌属;Terrabacter:地杆菌属;Bradyrhizobium:慢生根瘤菌属;Gemmatimonas:芽单胞菌属;Haliangium,Candidatus_Solibacter未找到中文名 图 2 青枯病发生后各质地土壤对照与接种青枯菌处理组间差异显著细菌群落在属水平上相对丰度热图 Figure 2 Heat map of the relative abundance of soil bacterial communities in different textural soil with the significant difference between the control and inoculation with Ralstonia solanacearum treatment at the genus level 1066 生态环境学报 第32卷第6期(2023年6月)种质地土壤对照组差异表现相同。壤土对照组与处理组间和黏土对照组与处理组间的德沃斯氏菌属(P0.05)、硝化螺菌属(P0.01)、慢生根瘤菌属(壤土:P0.01;黏土:P0.05)与 Haliangium属(P0.01)相对丰度差异显著。黏土处理组中德沃斯氏菌属(P0.05)与 Haliangium 属(P0.01)相对丰度显著高于黏土对照组,而硝化螺菌属、慢生根瘤菌属在对照组和处理组间差异表现与之相反。地杆菌属、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)与 Candidatus_Solibacter属相对丰度仅在壤土对照组与处理组间差异显著(P0.01)。砂土与黏土处理组中青枯菌所在的雷尔氏菌属(Ralstonia)相对丰度分别显著高于各自对照组(P0.01),壤土对照组与处理组间雷尔氏菌属相对丰度无显著差异,各质地土壤对照组与处理组中雷尔氏菌属相对丰度为:壤土砂土黏土。2.4 青枯病与土壤环境因子的联系 番茄青枯病 DI 与土壤理化性质、细菌 多样性指数的 Spearman 相关性分析,以及各质地土壤指标的主坐标分析(Principal coordinate analysis,PCoA)结果如图 3 所示。3 种质地土壤 DI 均与细菌 Shannon 和 Chao1 指数呈负相关,其中 3 种质地土壤 DI 与 Chao1 指数呈显著负相关(P0.05),砂土和壤土中 DI 与 pH 呈显著负相关(P0.05),砂土和黏土中 DI 与 AN 呈正相关;黏土 DI 与 AK呈显著正相关(P0.05),与 SP 呈显著负相关(P0.05),壤土 DI 与 OM 呈显著负相关(P0.05)。图 3d 为通过 Bray-curtis 距离算法建立的土壤理化性质、细菌 Shannon 与 Chao1 指数的 PCoA 结果,第一、二主坐标方差贡献率分别为 61.3%和 16.2%。由图可知,壤土对照组与处理组的理化性质及细菌 多样性指数之间差异最小,砂土对照组与处理组、黏土对照组与处理组有一定距离。3 讨论 3 种质地土壤中,黏土的 pH 值更适宜青枯菌繁殖。pH 值为 6.5 的弱酸性环境最适宜青枯菌生存(王贻鸿等,2018),砂土与壤土的土壤酸化加剧了青枯病的传播(Tafesse et al.,2021)。相较于砂土、壤土,黏土处理组的 pH 最接近 6.5,这可能是 Spearman 图 3 不同质地土壤发病率与环境因子的相关分析以及各处理组理化、微生物多样性指标的PCoA分析 Figure 3 Correlation analysis of different textural soils disease incidence and soil environmental factors and the PCoA analysis of each treatments physicochemical and microbial diversity indicators 李海鹏等:海南农田不同质地砖红壤及其细菌群落与番茄青枯病发生的关联分析 1067 相关性结果中黏土 pH 与 D 成正相关,且黏土对照组与处理组间 pH 差异不显著的原因。由于壤土的 pH低于 5.0,导致青枯菌所在的雷尔氏菌属相对丰度远低于砂土和黏土。而砂土和黏土恶化的土壤环境反而促进了有益菌酸杆菌属的增殖(Lin et al.,2019)。土壤OM对维持土壤生态系统的平衡至关重要,3 种质地土壤处理组的 OM 均低于对照组,Spearman相关性分析结果中 OM 与 D 也呈负相关,说明 OM含量较低的土壤中植物土传病害发生概率更高(Li et al.,2022)。处理组中黏土中具有分解有机物功能的德沃斯氏菌属和 unclassified_Gemmatimonadaceae 属相对丰度最高(Zhu et al.,2019;Talwar et al.,2020)。对比对照组与处理组,壤土优势菌群中同样扮演“分解者”角色的苔藓杆菌属相对丰度并未受到青枯病的影响(Yang et al.,2022),这可能是青枯病发病率最高的黏土的 OM 含量仍高于砂土和壤土并且壤土OM 含量高于砂土的原因。3 种质地土壤的对照组与处理组间 OM 含量差异不显著,可能是主要固碳微生物鞘氨醇杆菌属与 unclassified_Micrococcaceae 属相对丰度未受到青枯病传播的影响(Li et al.,2021;Wang et al.,2022)。可提取的OM含量可作为评价土壤供氮能力的指标。研究表明土壤高 OM 含量可提升氮供应能力(Ros,2012),这解释了壤土和黏土的 AN 含量高于砂土的现象;而土壤氮素水平过高反而会促进青枯病的爆发,病原菌相对丰度也将因此升高(Wang et al.,2019)。正因如此,Spearman 相关性分析结果中黏土的 OM 与壤土的 DI 均与 AN 呈负相关。相关固氮微生物包括黏土处理组的慢生根瘤菌属、硝化螺菌属和中慢生根瘤菌属相对丰度及壤土处理组中地杆菌属相对丰度均高于砂土处理组(Barbosa et al.,2021;Wang et al.,2021;Xue et al.,2022;肖健等,2022),这解释了壤土与黏土处理组中 AN 含量高于砂土处理组的原因。马赛菌属中潜在硝化功能菌群相对丰度(如 M.violaceinigra、M.mucilaginosa 等)一定程度上促进了砂土处理组氮素水平的上升(Holochova et al.,2020)。值得一提的是,无论是对照组还是处理组,砂土中具备产脲酶功能的芽孢杆菌属相对丰度均高于壤土和黏土,这可能是砂土处理组的 DI 低于黏土处理组的潜在原因(Fan et al.,2020)。磷是番茄生长必需元素,直接影响番茄的生长状态和产量。本研究结果中,3 种质地土壤处理组AP 含量低于各自对照组,而 Spearman 相关性分析结果表明,3 种质地土壤 DI 与 AP 均呈负相关;黏土的 AP 含量远低于砂土和壤土,根据 Cao et al.(2022)的研究,土壤氮磷比(N/P)5 正是壤土与黏土的 AP 与 DI 相关性低的原因,土壤中马赛菌属与中华单胞菌属均具有磷增溶功能(Zheng et al.,2017;Tchakounte et al.,2018),且在各处理组中均为优势菌属,所以 3 种质地土壤处理组中 AP 含量相较于各自对照组并无显著差异;黏土较低的中华单胞菌属相对丰度可能是黏土 AP 含量低于壤土和砂土的潜在原因。植物从土壤吸收的钾元素有助于作物“抵御”青枯菌入侵(Su et al.,2022)。3 种质地土壤中仅黏土呈现处理组 AK 含量高于对照组的现象,原因可能是青枯病发生后,黏土因含氮量过高,包括Haliangium 属在内的反硝化菌将大量 NO3转化为的 NH4+难以被番茄植株摄入(高升升,2020;Yin et al.,2022),番茄根系中一定浓度的 NH4+对 K+跨细胞膜运输有单方向拮抗作用(孙小茗,2006),土壤 AK 无法被番茄植株充分吸收,导致黏土处理组中 AK 含量高于对照组。Spearman 相关性分析结果表明,3 种质地土壤SP 与 DI 均为负相关,黏土较高的 SP 是其各理化指标高于砂土和壤土的前提。黏土处理组的 SP 低于对照组,间接导致黏土处理组土壤环境愈加恶劣,加剧了青枯病的传播(Mi et al.,2021)。青枯病发生后,3 种质地土壤处理组细菌多样性都低于对照组,DI 与细菌 Shannon 和 Chao1 指数呈负相关,这与 Wang et al.(2017)的研究结果一致,但本研究中黏土处理组细菌 Shannon 和Chao1 指数均高于砂土与壤土处理组,说明土壤微生物丰富度低可能并不是青枯病发生的充分条件。PCoA 结果中壤土对照组与处理组间相关指标差异较小,一定程度上说明在青枯病发生后,壤土环境的稳定性强于砂土和黏土。值得注意的是,雷尔氏菌属相对丰度与青枯病 DI 紧密相关,3 种质地土壤处理组雷尔氏菌属相对丰度、DI 按大小次序排列均为壤土砂土砂土壤土,影响发病率的关键因素之一是 pH 值。1068 生态环境学报 第32卷第6期(2023年6月)(2)海南砖红壤番茄青枯病的发生会导致土壤有机质、有效磷的流失。(3)海南砖红壤青枯病的发生会导致土壤微生物多样性降低,但青枯病的发生并未对鞘氨醇杆菌属、unclassified_Micrococcaceae 属、中华单胞菌属和苔藓杆菌属的生长造成明显影响,甚至促进了酸杆菌属的增殖。参考文献:BARBOSA J Z,HUNGRIA M,DA SILVA SENA J V,et al.,2021.Meta-analysis reveals benefits of co-inoculation of soybean with Azospirillum brasilense and Bradyrhizobium spp.in Brazil J.Applied Soil Ecology,163:103913.BOLGER A M,LOHSE M,USADEL B,2014.Trimmomatic:A flexible trimmer for Illumina sequence data J.Bioinformatics,30(15):2114-2120.BONANOMI G,ANTIGNANI V,CAPODILUPO M,et al.,2010.Identifying the characteristics of organic soil amendments that suppress soilborne plant diseases J.Soil Biology&Biochemistry,42(2):136-144.CAO Y F,THOMASHOW L S,LUO Y,et al.,2022.Resistance to bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum depends on the nutrient condition in soil and applied fertilizers:A meta-analysis J.Agriculture Ecosystems&Environment,329:107874.CHEN D L,WANG X X,CARRION V J,et al.,2022.Acidic amelioration of soil amendments improves soil health by impacting rhizosphere microbial assemblies J.Soil Biology&Biochemistry,167:108599.CHEN S,QI G F,MA G Q,et al.,2020.Biochar amendment controlled bacterial wilt through 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