不同茬口對娃娃菜根際土壤養分和真菌群落的影響

陳 倬，馮海萍，程彥弟，劉 素，康建宏，吳宏亮*

（1．寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021；2．寧夏農林科學院園藝研究所，寧夏 銀川 750002）

娃娃菜是一種小型白菜，屬于十字花科蕓薹屬白菜亞種的一種半耐寒性蔬菜，以45 d為一個生長周期。娃娃菜幫薄甜嫩，味道鮮美，受廣大群眾喜愛。當前多在云南、北京、寧夏等地規模化種植［1］，而寧夏是農業農村部規劃的冷涼蔬菜特色優勢產區，尤其是在環六盤山區域，目前主要種植娃娃菜、花椰菜、芹菜、甘藍等，栽培面積約2.7萬hm2，占全區露地蔬菜近一半［2］。隨著人們需求的增加和可利用耕地面積的減少，在實際生產過程中，人們通過增加娃娃菜的種植年限來謀求更高的利益，導致土壤理化性質惡化，土傳病害加重，娃娃菜產量及品質逐年下降。

有研究表明，土壤微生物群落結構及功能的改變是連作障礙發生的主要原因，作物連作對根際土壤細菌有抑制作用，而對真菌起促進作用，土壤由高肥力轉變為低肥力［3-4］；由“細菌型”轉變為“真菌型”［5-6］。姜國霞等［7］針對作物高效種植方式的研究，摸索出了“小麥-西瓜-蘿卜”這種高效互作栽培模式，這種模式能有效提高土地利用率、農產品產量及經濟效益，改善土壤狀況，解決農作物連作障礙問題；張順濤等［8］研究油菜輪作對后茬作物的影響，結果表明，油菜是一種很好的倒茬作物，能夠提高后茬作物的產量及土壤養分；陳海生等［9］研究水旱輪作對綠花椰菜根際土壤真菌群落結構的影響，結果表明，水旱輪作使根際土壤真菌多樣性指數得到提高，并且很好地改善綠花椰菜根際土壤微生物環境；李星月等［10］對草莓根際土壤真菌群落結構變化進行研究，發現草莓連作直接導致根際土壤真菌豐度和多樣性降低；時偉等［11］研究大蔥輪作對溫室黃瓜根際土壤微生物多樣性的影響發現，黃瓜根際土壤中細菌多樣性及均勻度指數經過大蔥輪作這種種植方式得到提高，但真菌的多樣性與均勻度指數降低。因此，研究不同茬口的娃娃菜根際土壤真菌群落的變化情況，對選擇合適的娃娃菜茬口及緩解其連作障礙有重要的意義。

本試驗以土壤真菌群落結構組成及多樣性為著手點，運用高通量測序技術，探明不同茬口種植娃娃菜后對根際土壤化學性質、土壤真菌群落組成及多樣性的影響機理，為娃娃菜選擇合適的茬口提供理論依據。

1 試驗內容及方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于寧夏回族自治區固原市原州區彭堡鎮閆堡村（36°6′23″N，106°10′48″E），該區域屬寧夏南部冷涼帶，典型的中溫帶半干旱大陸性氣候，光熱資源豐富，海拔1687 m，年日照時數2480 h，年均氣溫6.0～6.2℃，≥10℃的積溫約3000℃，年平均降水量300～450 mm，無霜期120～160 d，降水時空分布不均，由南向北遞減，其中7～9月降水量占總降水量的68%，試驗地肥力中上等。

2018年種植前0～20 cm土壤基礎化學性狀：pH為8.43，電 導 率（EC）為0.26 mS·cm-1，全 磷（TP）含量為0.08 g·kg-1，有效磷（AP）含量為42.65 mg·kg-1，有機質（OM）含量為1.238%，銨態氮（NH4+-N）含量為0.06 mg·kg-1，硝態氮（NO3--N）含量為1.57 mg·kg-1，全氮（TN）含量為0.41 g·kg-1，速效鉀（AK）含量為288.74 mg·kg-1。2018年7種作物收獲后其根際土壤養分見表1。

表1 7種作物收獲期根際土壤養分

1.2 試驗設計

2018年該試驗地種植以下7種作物，均采用滴灌方式種植，小區面積為30 m2。基肥統一為：6000 kg·hm-2商品有機肥和300 kg·hm-2復合肥（總養分≥45%，N-P2O5-K2O：15%-15%-15%），追肥情況如下。

（1）馬鈴薯在出苗20 d后施用尿素60 kg·hm-2，硫酸鉀30 kg·hm-2；現蕾初期施用尿素90 kg·hm-2，硫酸鉀60 kg·hm-2；結薯盛期施用尿素90 kg·hm-2，硫酸鉀60 kg·hm-2。

（2）西蘭花在定植后20 d施用尿素60 kg·hm-2，硫酸鉀30 kg·hm-2；定植后40 d施用尿素60 kg·hm-2，硫酸鉀180 kg·hm-2。

（3）大蔥在定植后20 d施用尿素60 kg·hm-2，定植后50 d施用硫酸鉀60 kg·hm-2，硫酸鎂15 kg·hm-2；尿素150 kg·hm-2。

（4）洋蔥在定植后20 d施用尿素90 kg·hm-2；定植后50 d施用尿素120 kg·hm-2，硫酸鉀150 kg·hm-2。

（5）谷子在拔節期施用尿素60 kg·hm-2，抽穗期施用尿素60 kg·hm-2。

（6）大豆整個生長周期追肥兩次（每次施用尿素60 kg·hm-2）。

（7）娃娃菜第1次追肥定植后15 d施用尿素60 kg·hm-2，硫酸鉀45 kg·hm-2；第2次追肥為定植后40 d施用尿素90 kg·hm-2，硫酸鉀60 kg·hm-2。

2019年在其基礎上全部種植娃娃菜。試驗為單因素隨機區組試驗設計，共7個處理，分別為7種娃娃菜茬口：娃娃菜連作（CCC）、西蘭花茬口（BMC）、谷子茬口（MMC）、洋蔥茬口（OMC）、大豆茬口（SMC）、馬鈴薯茬口（PMC）、大蔥茬口（GMC）。不同小區土壤施肥量一致（娃娃菜第1次追肥定植后20 d：尿素60 kg·hm-2，硫酸鉀45 kg·hm-2；第2次 追 肥 為 定 植 后40 d：尿 素90 kg·hm-2，硫酸鉀60 kg·hm-2），每個處理均3次重復。

1.3 試驗材料

2018、2019年供試品種：娃娃菜（金皇后）、西蘭花（耐寒優秀）、谷子（張雜19）、洋蔥（紅箭）、大豆（寧黑一號）、馬鈴薯（荷蘭一號）、大蔥（當地小品種）。

1.4 土樣采集

使用取土器取土（對所用東西進行滅菌處理）。對收獲期根際土壤進行采集：采用5點法取樣，取0～20 cm土壤，先除去約5 cm厚表面土壤，挖取作物的完整根，輕輕抖去沒有根系的大土塊，用刷子刷去附在根毛上的土壤，即為根際土。將取好的土樣一部分放在無菌自封袋中，將其風干，用于測定土壤養分指標；另外一部分土樣迅速通過1 mm篩子去除雜物，裝在5 mm凍存管中，放入液氮中暫存，帶回實驗室放置在-80℃冰箱中，用于微生物高通量測序。

1.5 測定項目及方法

1.5.1 土壤化學性質的測定

土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定，土壤全氮采用凱氏定氮法測定，土壤全磷采用HClO4-H2SO4法測定，土壤有效磷采用NaHCO3-鉬銻抗比色法測定，土壤硝態氮采用紫外分光光度法測定，銨態氮采用硫酸鉀浸提-靛酚藍比色法測定，土壤速效鉀采用NH4OAc-火焰光度法測定，上述土壤指標測定方法參照鮑士旦［12］《土壤農化分析》。pH和電導率用1∶5土水比，使用pH計和電導率儀測定。

1.5.2 不同茬口娃娃菜產量測定

娃娃菜收獲期對每個小區隨機取10株，用于測定娃娃菜單株總重、凈球質量。測定不同茬口每公頃娃娃菜總重。

1.5.3 土壤真菌DNA的提取與PCR擴增

利用Omega Soil DNA Kit試劑盒提取土壤真菌的總DNA。使用紫外定量設備（Nanodrop，NC2000）對DNA進行定量，并通過1.2%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA提取質量。

對土壤真菌ITS1可擴增區段進行擴增，前引物序列5′-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3′，后引物序列5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′；且擴增片段大小為280 bp。

PCR反應體系：反應緩沖液25.0 μL，25.0 μL的GC緩沖液，2.5 mmol·L-1dNTP 2.0 μL，10 Umol·L-1正向引物和反向引物各1.0 μL，DNA模板2.0 μL，滅菌超純水8.75 μL，Q5DNA聚合酶0.25 μL。擴增條件：98℃預變性2 min，98℃變性15 s，55℃退火30 s，72℃伸展30 s，72℃終伸展5 min結束，30個循環，10℃下保存。PCR擴增產物由Illumina MiSeq測序平臺進行雙端測序，以上過程委托上海派森諾科技有限公司完成。

1.5.4 測序數據分析

高通量測序的原始數據根據序列質量進行初步篩查，通過質量初篩的原始序列按照index和Barcode信息，進行文庫和樣本劃分，并去除barcode序列。按照QIIME2 dada2分析流程或Vsearch的分析流程進行序列去噪或OTU聚類。使用QIIME2進行分析，對前述獲得序列按97%的序列相似度進行歸類與OTU劃分，將OTU代表序列通過Unite數據庫進行生物學分類注釋。繪制稀疏曲線反映測序深度是否合適，獲得的OTU表來計算豐富度指數Chao1和Observed_species以及多樣性指數Shannon和Simpson、均勻度指數Pielous_evenness、覆蓋率指數Goods_coverage。

1.6 數據處理

利用Excel 2010和SPSS 22.0對數據進行整理與統計分析，采用單因素方差分析進行Duncan檢驗；利用Origin 2020與R繪制OTU稀疏曲線、土壤真菌OTU分布花瓣圖、α多樣性箱線圖、土壤真菌門、目及屬水平物種組成柱狀圖以及屬水平雙聚類熱圖；通過Canoco 5.0進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同茬口娃娃菜根際土壤化學性質的差異

由圖1所示，各處理土壤全磷含量從大到小依次為0.16、0.15、0.14、0.13、0.13、0.12、0.08 g·kg-1。土壤有效磷含量變化為CCC＜SMC＜OMC＜BMC＜PMC＜GMC＜MMC；土壤有機質含量變化為OMC＜PMC＜CCC＜BMC＜SMC＜MMC＜GMC；土 壤 銨 態 氮含量變化為PMC＜CCC，OMC，GMC＜MMC＜BMC＜SMC；土壤硝態氮含量變化為PMC＜CCC＜OMC＜GMC＜MMC＜SMC＜BMC；土壤全氮含量變化為CCC＜OMC＜PMC＜BMC＜SMC＜GMC＜MMC；土壤速效鉀含量變化為CCC＜PMC＜OMC＜BMC＜GMC＜SMC＜MMC；土壤EC變化為PMC＜CCC＜OMC，BMC＜SMC＜GMC＜MMC；土壤pH變化為BMC＜MMC＜GMC＜OMC＜SMC＜CCC＜PMC。與CCC相比，除PMC土壤全磷含量降低了33.3%外，GMC、SMC、MMC、OMC、BMC處理土壤全磷含量均顯著上升，依次增加了33.3%、25.0%、71.74%、16.7%、8.3%、8.3%。各處理土壤有效磷含量顯著增加，MMC土壤有效磷含量最高，為85.25 mg·kg-1，土壤有效磷含量極顯著提高了316.9%。GMC土壤有機質含量最高，為1.955%，顯著增加了49.1%；OMC土壤有機質含量最低，為1.017%，降低了19.4%。SMC土壤銨態氮含量最高，為0.11 mg·kg-1，極顯著增加了57.1%，PMC土壤銨態氮含量最低，為0.06 mg·kg-1，降低了14.3%。BMC土壤硝態氮含量最高，為0.36 mg·kg-1，極顯著增加了500%，PMC土壤硝態氮含量最低，為0.05 mg·kg-1，下降了16.7%。其他處理土壤全氮含量均明顯提高，MMC土壤全氮含量最高，為1.11 g·kg-1，極顯著增加了126.5%。其他處理土壤速效鉀含量顯著增加，從小到大依次為243.28、250.80、269.21、288.56、322.75、378.47 mg·kg-1，依次提高了8.5%、11.8%、20.0%、28.7%、43.9%、68.7%。除PMC外，其他處理土壤EC值均明顯提高，其中MMC土壤EC為0.22mS·cm-1，極顯著上升了69.2%；PMC土壤EC為0.12 mS·cm-1，下降了7.7%。土壤pH在很大程度上影響作物根系正常生長，各處理土壤pH變化無顯著差異，其中PMC土壤pH較高，為9.1，提高了0.44%；BMC土壤pH最低，為8.84，降低了2.4%。

圖1 不同茬口娃娃菜根際土壤化學性質的差異

2.2 不同茬口娃娃菜根際土壤樣本真菌測序深度及測序結果的分析

高通量測序結果顯示，7個樣本共獲得有效序列862144條，使用QIIME2并調用USEARCH檢查同時剔除嵌合體序列，去除不合格序列后共得到高質量序列852269條，每個樣本高質量序列占有效序列的比例都在98%以上，其有效序列表現為SMC＜BMC＜PMC＜CCC＜GMC＜MMC＜OMC。

稀疏曲線（Rarefaction curve）可以用來揭示土壤取樣的深度，說明取樣是否合理、取樣土壤微生物結構是否能涵蓋所有微生物的多樣性。如圖2所示，在97%的相似度下，隨著測序數增加，7個處理Observed稀疏曲線變化均趨于平緩；且樣本序列數在80000左右時，OTU數基本達到飽和狀態，說明該試驗測序深度合理，在真實的土壤真菌環境中其真菌群落結構可信度高，能夠真實地反映出這35個土壤樣本的真菌群落組成。

圖2 操作分類單元OTUs的Observed稀疏曲線

2.3 不同茬口娃娃菜根際土壤真菌花瓣圖分析

從不同茬口下娃娃菜根際土壤真菌OTU分布的花瓣圖可以清晰看出7個處理間真菌群落的重疊關系，每個橢圓代表一個樣本組，所有橢圓中間的重疊區域代表所有樣本組的共同含有OTU數，每個區塊的數字指示該區塊所包含OTU的數目。由圖3可知，7個處理共產生的OTU數為4573個，7個處理間共同擁有的OTU數為184個，占總OTU數的4.02%，在屬水平上共有的OTU主要屬于Archaeorhizomyces、Cladosporium；CCC、BMC、MMC、OMC、SMC、PMC和GMC中特有的OTU數分別為380、463、704、370、571、360和437個，分別占總OTU數的8.31%、10.12%、15.39%、8.09%、12.49%、7.87%和9.56%。CCC、BMC、MMC、OMC、SMC、PMC和GMC中包含的OTU數分別為564、647、888、554、755、544和621。7個 處 理 所包含的OTU數和特有的OTU數均以MMC最多，PMC最少；與CCC相比，OMC、PMC中的OTU數均呈下降趨勢，且分別低了1.8%、3.5%，MMC的OTU數比CCC高了57.4%。

圖3 不同茬口娃娃菜根際土壤的真菌OTU分布花瓣圖

2.4 不同茬口娃娃菜根際土壤真菌群落Alpha多樣性的影響分析

如圖4所示，土壤真菌豐富度指真菌群落種類的數目，Chao1和Observed_species指數越大，表明該樣本群落的豐富度越高。7個處理Chao1、Observed_species指數均表現為PMC＜CCC＜OMC＜BMC＜GMC＜SMC＜MMC；MMC的樣本群落豐富度最高，PMC的樣本群落豐富度最低，與CCC相比，MMC處理的土壤真菌Chao1、Observed_species指數分別增加了58.1%、57.9%，PMC處理Chao1、Observed_species指數均降低了5.9%。土壤真菌均勻度指不同真菌在群落中分布的數量差異，Pielous_evenness指數越高表明真菌群落越均勻，各處理Pielous_evenness指數表現為GMC＜SMC＜OMC＜PMC＜CCC＜BMC＜MMC；與CCC相比，MMC處理Pielous_evenness指數增加了11.5%，而GMC處理Pielous_evenness指數下降了15.8%。Shannon或Simpson指數值越高，表明群落的多樣性越高，Shannon指數對群落的豐富度以及稀有OTU更敏感；而Simpson指數對均勻度和群落中的優勢OTU更敏感。7個處理Shannon指數表現為GMC＜OMC＜PMC＜SMC＜CCC＜BMC＜MMC；與CCC相比，MMC處理下Shannon指數最高，增加了19.9%，真菌群落樣本多樣性提高，而GMC處理Shannon指數減少了15.8%；各處理Simpson指數表現為SMC＜GMC＜OMC＜PMC＜CCC＜BMC＜MMC；與CCC相比，MMC處理下Simpson指數最高，增加了9.7%，SMC處理Shannon指數減少了13.5%。

圖4 不同茬口娃娃菜根際土壤真菌群落Alpha多樣性指數分組箱式圖

2.5 不同茬口娃娃菜根際土壤真菌群落結構組成及相對豐度的影響分析

如圖5所示，門水平下除OMC外，各處理土壤真菌相對豐度最高的均為子囊菌門（Ascomycota），油壺菌門（Olpidiomycota）次之，各處理子囊菌門相對豐度差異明顯。子囊菌門和油壺菌門為各處理土壤真菌的優勢菌門，占總豐度的64.8%～81.3%。子囊菌門相對豐度表現為OMC＜SMC＜BMC＜CCC＜GMC＜PMC＜MMC；MMC處理子囊菌門相對豐度最高，為55.6%，與CCC相比，MMC處理子囊菌門相對豐度增加了23.4%。油壺菌門相對豐度表現為MMC＜BMC＜CCC＜GMC＜PMC＜SMC＜OMC；OMC處理油壺菌門相對豐度最高，為37.5%，與CCC相比，OMC處理下其相對豐度增加了42.1%。擔子菌門（Mortierellomycota）和被孢霉門（Chytridiomycota）2個的相對豐度之和為3.5%～5.6%，7個處理間相對豐度差異不明顯；其他真菌的相對豐度為14.5%～29.5%，占比較大。壺菌門（Basidiobolomycota）等5門真菌相對豐度只占了0.35%～1.15%。

圖5 不同茬口娃娃菜根際土壤真菌門分類水平組成和分布

由圖6可知，目水平下除MMC外，各處理土壤真菌相對豐度最高的為油壺菌目，各處理之間差異性明顯，其相對豐度表現為MMC＜BMC＜CCC＜GMC＜PMC＜MMC＜OMC；OMC油壺菌目相對豐度最高，為37.5%，MMC最低，為9.17%。與CCC相比，MMC處理下油壺菌目相對豐度極顯著降低了62.7%，且柔膜菌目（Helotiales）相對豐度顯著降低了54.8%，銀耳目（Tremellales）相對豐度顯著降低了69.01%，格孢腔菌目（Pleosporales）相對豐度極顯著增加了89.01%。

圖6 不同茬口娃娃菜根際土壤真菌目分類水平組成和分布

由圖7可知，屬水平下各處理土壤真菌相對豐度最高的為油壺菌屬（Olpidium），占土壤真菌總相對豐度的9.13%～37.43%，即為優勢菌屬。各處理的油壺菌屬相對豐度表現為：MMC＜BMC＜CCC＜GMC＜PMC＜SMC＜OMC；各處理的油壺菌屬相對豐度差異明顯。OMC處理油壺菌屬相對豐度最高，為37.43%，與CCC相比，其相對豐度顯著提高了42.7%，MMC處理油壺菌屬相對豐度極顯著下降了65.2%，被孢霉屬相對豐度極顯著提高了68.8%，炭疽菌屬相對豐度極顯著下降了96%。Plectosphaerella、鐮刀菌屬（Fusarium）、炭疽菌屬（Colletotrichum）均為致病菌。炭疽菌屬相對豐度顯著下降，降低了輪作后娃娃菜病害發生。

圖7 不同茬口娃娃菜根際土壤真菌屬分類水平組成和分布

2.6 不同茬口娃娃菜根際土壤真菌屬分類水平類群比較

將娃娃菜各茬口根際土壤前50位真菌屬的豐度數據繪制成熱圖。由圖8可知，不同娃娃菜茬口作物土壤真菌群落分為5大類，MMC歸為一類，SMC為一類，GMC與PMC較近為一類，CCC為一類，OMC與BMC為一類。可以看出，MMC處理下土壤真菌屬與其他處理差異明顯。與CCC相比，8個真菌屬（Epicoccum、Cercophora、Chrysosporium、Acremonium、Stagonosporopsis、Mycosphaerella、Metarhizium、Pyrenochaetopsis）主要集中在MMC中，其對土壤真菌屬水平群落結構產生顯著影響。

圖8 真菌屬分類水平物種組成雙聚類圖

2.7 土壤真菌優勢菌屬與土壤化學性質相關性分析

將土壤真菌優勢菌屬與土壤化學性質進行Pearson相關分析，各處理土壤全氮、有效磷、有機質含量影響土壤的真菌群落結構。由表2可知，根際土 壤pH與Botryotrichum呈 正 相 關（P＜0.05）；EC與Fusarium、Mortierella呈正相關（P＜0.05）；土壤全磷含量與Botryotrichum呈正相關（P＜0.05）；土壤全氮、有效磷含量與Fusarium（P＜0.01）及Nectriaceae、Mortierella（P＜0.05）呈正相關，與Colletotrichum呈負相關（P＜0.05）；土壤速效鉀含量與Mortierella（P＜0.05）呈正相關；土壤有機質含量與Fusarium、Nectriaceae（P＜0.05）及Mortierella（P＜0.01）呈正相關；土壤硝態氮與Botryotrichum呈負相關（P＜0.05），與Alternaria呈正相關（P＜0.05）；土壤銨態氮含量與Plectosphaerella（P＜0.01）、Alternaria（P＜0.05）呈正相關。

表2 不同茬口娃娃菜根際土壤化學性質與真菌優勢菌屬相關性

2.8 不同茬口娃娃菜產量的差異

由表3可知，各茬口娃娃菜單株總重SMC最大，為1207.69 g，其次是MMC、GMC、BMC；凈球質量MMC最大，為799.50 g，其次是SMC、GMC、OMC。與CCC相比較，各茬口娃娃菜產量顯著提高，其中SMC產量最高，為73674.90 kg·hm-2，提高了10.7%，MMC的產量與SMC相差不多，為73510.50 kg·hm-2，提高了10.4%；其次是GMC為73302.30 kg·hm-2，提高了10.1%。

表3 不同茬口娃娃菜產量

2.9 主成分分析

對不同茬口娃娃菜根際土壤真菌Alpha多樣性指數與土壤化學性質進行主成分分析，由表4可知，第一主成分貢獻率為88.1%，前兩個主成分累計貢獻率為99.8%，可以很好地說明各茬口土壤真菌多樣性與土壤養分之間的關系。由圖9可知，CCC與其他處理在不同象限分布，與CCC的距離表現為PMC＜OMC＜BMC＜GMC＜SMC＜MMC，因此可以看出，MMC與CCC距離最遠，MMC為娃娃菜最適茬口，實際生產種植中應選擇MMC或其他旱地作物與娃娃菜實行水旱輪作，緩解連作障礙。

表4 不同茬口主成分分析 （%）

圖9 主成分分析結果

3 討論

3.1 不同茬口對娃娃菜根際土壤化學性質的影響

作物間按照一定時間順序進行輪換倒茬種植，利用不同作物對茬口水分、養分等環境因素需求的差異，不僅能使作物穩產、優質高產，也可促進資源集約利用［13］。土壤養分是土壤生態系統十分重要的組成部分和土壤基礎肥力的重要物質基礎，是土壤理化性狀和生物學特性的綜合反映，直接影響到土壤或土地的生產力，也是各種作物生長所需營養元素的基本來源，并受不同耕作方式和土壤利用方式的顯著影響［14］。

元晉川等［15］研究不同茬口對冬油菜養分積累時發現：種植大豆、毛苕子均顯著提高后茬根際土壤堿解氮、硝態氮、銨態氮、有效磷含量，并且大豆茬口提升土壤理化性質效果最為明顯。禚其翠等［16］研究前茬作物對煙田土壤養分的影響表明，大蒜和綠肥這兩種前茬處理，能夠降低土壤pH，顯著增加烤煙根際土壤有效磷、速效鉀及有機質含量，這一研究結果與本試驗研究結果基本一致。牛倩云等［17］研究表明，通過輪作能增加土壤堿解氮、有效磷、速效鉀和有機質含量，并且在酸性環境中適合絕大多數真菌生長繁殖，而細菌主要適宜在中性環境中生長繁殖。孫倩等［18］研究不同輪作模式對作物根際土壤養分及真菌群落組成影響表明，輪作后土壤pH均有所下降，而土壤有機質、全磷、全鉀、全氮含量經輪作后均明顯增加，這一結果與本試驗研究結果相一致。劉旭等［19］研究得出的結論為不同地區不同種植模式及不同作物種類均會影響土壤理化性質，對土壤肥力的影響也不同。

3.2 不同茬口對娃娃菜根際土壤真菌多樣性的影響

土壤微生物在土壤生態功能中起著至關重要的作用，在物質循環和能量轉化過程中具有重要影響，例如土壤微生物參與土壤有機質的分解轉化、土壤養分合成與利用、土壤團聚體形成、土壤重金屬及有機污染物降解、溫室氣體排放等［20-21］。土壤真菌多樣性與土壤有機質含量密切相關，土壤有機質含量提高，增加土壤真菌多樣性［22］。MMC處理真菌多樣性指數明顯高于連作，孫倩等［18］研究發現可能是土壤pH降低所致，因為土壤pH下降會刺激土壤中適宜酸性環境真菌的生長繁殖；與CCC對比，MMC土壤有機質含量有所增加，且MMC下土壤pH下降，增加了適宜酸性環境生長的真菌，其真菌多樣性指數得到提高。

3.3 不同茬口娃娃菜根際土壤養分對真菌群落的影響

土壤化學性質對土壤真菌群落結構影響較大，本試驗研究表明，土壤中全氮、有效磷、有機質含量為影響土壤真菌群落結構的主要因子。王楠等［23］研究毛竹闊葉林受到模擬酸雨脅迫的影響，通過冗余、相關性分析得出土壤全氮顯著影響土壤真菌群落結構，這一結論與本試驗研究結果相一致。王濤等［24］通過冗余分析得出，影響賀蘭山丁香生長的真菌和細菌群落結構的主要因素之一是土壤有效磷含量，本試驗中MMC土壤有效磷含量增加，可能是因為MMC下娃娃菜根際土壤解磷微生物較為充足。丁建莉等［25］利用CCA分析，明確了有效磷、銨態氮和硝態氮是影響東北黑土土壤真菌群落結構變化的重要土壤養分因素。

輪作后各處理子囊菌門相對豐度有明顯差異，GMC、PMC、MMC處理土壤真菌優勢菌群——子囊菌門相對豐度顯著提高，與陽祥等［26］對典型稻田土壤真菌群落結構及多樣性對比研究的結果相一致。油壺菌屬、油壺菌目均為一種有害微生物，能夠引發植株病害，導致幼苗死亡；毛殼菌屬能夠降解纖維素，參與土壤碳氮循環，產生抗生素或溶菌來抵抗土傳病原體［27-28］。與CCC相比，MMC處理下油壺菌屬與油壺菌目相對豐度均顯著降低，毛殼菌屬相對豐度明顯提高，利于誘導植株產生系統性抗性，減少植株病害的發生，提高土壤養分。子囊菌門是一類腐生真菌，能產生胞外酶更好地分解土壤中一些難降解的物質，在降解土壤有機質中起著重要作用，有利于土壤養分循環轉化，促進土壤微生物增長與繁殖［29-30］，MMC這種模式為子囊菌門真菌提供了適宜條件，使得子囊菌門相對豐度提高，利于分解土壤殘渣，提高土壤養分；被孢霉屬真菌在植物殘體的快速分解過程中發揮著重要作用，有效提高土壤養分濃度［31］。可見，MMC處理可有效改善根際土壤微生物群落結構，降低土壤病原菌豐度，增加拮抗菌豐度；同時，可減少娃娃菜病害發生，提高根際土壤養分。

4 結論

綜上所述，研究不同茬口種植娃娃菜后根際土壤真菌群落結構的變化特征對緩解農業生產中娃娃菜的連作障礙具有重要意義。本試驗利用高通量測序技術，探索不同茬口種植娃娃菜后對土壤化學性質及真菌群落的影響，得出以下結論：MMC、SMC、GMC這3個處理均能有效提高娃娃菜根際土壤化學性質，增加土壤真菌群落豐富度及多樣性；不同茬口根際土壤優勢真菌為子囊菌門（Ascomycota）與油壺菌門（Olpidiomycota），屬水平下油壺菌屬（Olpidium）為優勢菌屬；主成分分析可知，各處理與CCC距離相比，MMC最遠；MMC、SMC、GMC處理均顯著提高了娃娃菜的產量。綜合考慮，MMC為娃娃菜種植的最適茬口，實際生產種植中應選擇MMC或其他旱地作物與娃娃菜實行水旱輪作以緩解連作障礙。