连作及土传病害对人参根域土壤微生物群落结构及土壤性
状的影响
摘要
人参是一种传统的药食同源的名贵中药材，具有较高的食药用价
值。但由于其种植周期较长，种植过程中极易发生土传病害以及连作
障碍等问题，严重制约了人参种植业的发展。本文以未种植人参的林
地土为空白对照（CK）研究了连作和土传病害对人参根域土壤的影
响，测定了土壤理化性质、酶活以及酚酸类物质种类和含量。探究连
作和土传病害对土壤理化性质、土壤酶活以及酚酸类物质的影响。同
时采用可培养及扩增子测序两种方法，探究土壤微生物群落结构的变
化规律。以期明确连作和土传病害对人参根域土壤的影响，揭示人参
土传病害的成因，为人参连作障碍的缓解提供理论支持。
本研究主要结果如下：（1）土壤性状的研究表明，连作导致人
参根域土壤的全氮、水解性氮、有机质的含量降低，水解性氮的含量
在土传病害组（CD）降低更为明显，与空白对照相比由398.47mg/kg
下降为343.03mg/kg。连作导致人参根域土壤的pH显著下降，与空
白对照组（7.47）相比健康组（CH）pH下降2.95个单位，病害组（CD）
pH下降1.99个单位，土壤酸化。人参根域土壤中有效磷出现了明显
的积累，土壤养分明显失衡。连作导致人参根域土壤中的土壤脲酶、
土壤酸性磷酸酶、土壤碱性磷酸酶、土壤多酚氧化酶、土壤过氧化氢
酶的活性均出现了明显降低的现象，土壤纤维素酶的在健康人参组
（CH）酶活较高。通过相关性分析证实土壤理化性质与土壤酶活之
间大多具有相关性。在自毒物质研究中，采用的8种酚酸标品（没食
子酸、香草酸、丁香酸、阿魏酸、水杨酸、苯甲酸、香豆酸、肉桂酸）
在3种样品中均被检测到，其中香豆酸在病害组（CD）出现明显积
累。
（2）土壤可培养微生物分析显示，连作导致了土壤可培养微生
物总量明显下降，可培养真菌群落在可培养微生物总量中的占比在人
参连作后明显的上升，由0.0676%（CK）上升为0.2450%（CH）和
0.0993%（CD），土壤可培养微生物区系由“细菌型”转变为“真菌
型”。通过多种培养基从人参根域土壤样品中共分离得到193株细菌
I
（含放线菌）。经鉴定分属于4门6纲13目19科39属96种。土传
病害后的人参根域土壤中芽孢杆菌属、类芽孢杆菌属细菌相对分离频
率出现下降，链霉菌属相对分离频率出现上升。酚酸类物质与可培养
细菌属水平的相关性分析表明肉桂酸的积累导致了变形菌门相对分
离频率的下降。
（3）高通量测序数据分析表明，连作和土传病害显著改变了人
参根域土壤样品的微生物群落结构。α多样性指数在连作和土传病害
后出现了显著的变化。土传病害导致了门水平细菌群落中绿弯菌门和
厚壁菌门以及真菌群落中子囊菌门和担子菌门的相对丰度下降，属水
平的镰刀菌属相对丰度上升。相关性网络分析显示，细菌群落中有2
个负相关hubs。真菌群落中有4个正相关hubs，5个负相关hubs。细
菌中负相关性比正相关性强，真菌中正相关性比负相关性强。环境因
子与微生物群落丰度的相关性分析中显示，土壤理化性质对微生物群
落的影响顺序为：HNS-ACPTNS-AKPS-PPO。人参根域土壤的
微生物群落功能预测显示，土传病害和连作显著影响了土壤中微生物
的代谢功能。种植过人参的根域土壤中出现了大量的腐生微生物的功
能类群，且相较其他两个样品，CD样品中富集了较多的植物病原菌
（PlantPathogen）的功能群。
从上述结果推测，土壤理化性质，土壤酶活的改变，以及香豆酸
和肉桂酸的积累；土壤酸化；可培养微生物区系的转变，芽孢杆菌属
和类芽孢杆菌属相对分离频率的减少；子囊菌门和担子菌门相对丰度
的下降，镰刀菌属等植物病原菌的功能群的富集，共同导致了人参连
作后发生土传病害。
关键词：人参土传病害连作微生物群落土壤性状
II
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