【期刊】南京信息工程大学陈书涛团队：增温及秸秆施用对大豆-冬小麦轮作农田土壤真菌群落组成及多样性的影响 | 生态环境学报

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增温及秸秆施用对大豆-冬小麦轮作农田土壤真菌群落组成及多样性的影响

引用格式：

张苗苗, 陈书涛, 丁司丞, 王瑾, 章堃, 2022. 增温及秸秆施用对大豆-冬小麦轮作农田土壤真菌群落组成及多样性的影响[J]. 生态环境学报, 31(4): 759-770.

亮点

1. 增温比对照显著降低了大豆田相对丰度最高的子囊菌门相对丰度。

2. 冬小麦田不同增温及秸秆施用处理之间子囊菌门、被孢霉门、担子菌门、壶菌门相对丰度均无显著差异。

3. 大豆田增温及秸秆施用与对照处理之间物种数存在边缘显著差异；大豆田土壤真菌β多样性总体上大于冬小麦田。

导读

全球变暖对生态系统具有一系列影响，农田生态系统不仅受人类农业管理措施影响，而且对全球变暖也会产生响应。人们以往通过增温试验研究变暖对农田生态系统的影响，而增温对农田生态系统的影响可能会对土壤微生物产生影响。不同生态系统土壤真菌群落结构对增温的响应模式存在差异，然而以往关于增温如何影响农田土壤真菌群落组成及多样性的研究还相对较少。

农田生态系统中，秸秆施用是常见的农业管理措施，以往关于秸秆施用对真菌群落影响的研究结果存在差异。在施用秸秆条件下，增温对农田土壤真菌的影响规律可能会比单因素的影响规律更为复杂，关于秸秆施用会增强还是减弱增温影响土壤真菌群落组成及多样性的效应这一问题还未能研究明确。

       本研究设置了增温及秸秆施用田间试验，采用高通量测序对不同增温及秸秆施用处理下大豆(Glycine max L.)-冬小麦 (Triticum aestivum L.)田土壤真菌群落组成及多样性进行分析，研究增温及秸秆施用如何影响大豆、冬小麦田土壤真菌门、纲、目水平上的组成及 α、β 多样性，以期为探讨全球变暖和农业管理措施改变条件下农田土壤真菌群落的变异规律提供基础数据和理论支撑。

数据结果

表 1 大豆田存在显著差异的真菌门、纲、目相对丰度

Table 1 Relative abundance of soil fungi at the phylum, class and order levels in the soybean crop field %

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表 2 冬小麦田存在显著差异的真菌门、纲、目相对丰度

Table 2 Relative abundance of soil fungi at the phylum, class and order levels in the winter wheat crop field %

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图1 增温及秸秆施用对大豆田土壤真菌门、纲、目相对丰度的影响

Figure 1 Effects of warming and straw application on the relative abundance of soil fungi at the phylum, class and order levels in the soybean crop field

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图2 增温及秸秆施用对冬小麦田土壤真菌门、纲、目相对丰度的影响

Figure 2 Effects of warming and straw application on the relative abundance of soil fungi at the phylum, class and order levels in the winter wheat crop field

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图3 不同增温及秸秆施用处理下大豆田土壤真菌α多样性箱线图

Figure 3 Box and whisker plot of the α diversity of soil fungi under the different warming and straw application treatments in the soybean crop field

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图4 不同增温及秸秆施用处理下冬小麦田土壤真菌α多样性箱线图

Figure 4 Box and whisker plot of the α diversity of soil fungi under the different warming and straw application treatments in the winter wheat crop field

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图5 大豆田与冬小麦田土壤真菌α多样性指数之间的关系

Figure 5 Relationships between the α diversity indexes in the soybean cropland and those in the winter wheat crop field

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图6 大豆田与冬小麦田土壤真菌加权单比例距离热图

Figure 6 Heatmap of weighted Unifrac distance of soil fungi in the soybean and winter wheat crop fields

研究表明

（1）大豆田增温处理土壤真菌物种数最少，且具有最低的α多样性。冬小麦田秸秆施用处理比对照增加了土壤真菌物种数和α多样性。大豆田土壤真菌物种数和Chao1指数远高于冬小麦田，且具有更高的 Shannon 指数和Simpson指数。大豆田土壤真菌β多样性总体上大于冬小麦田，前者不同处理之间的物种差异性相对更大。

（2）增温及秸秆施用改变了大豆-冬小麦轮作农田的土壤真菌群落组成。在大豆田，增温降低了相对丰度最高的优势真菌门子囊菌门相对丰度；在纲水平上，增温降低了大豆田相对丰度最高的优势真菌纲粪壳菌纲相对丰度；在目水平上，秸秆施用提高了大豆田散囊菌目相对丰度。在冬小麦田，增温及秸秆施用降低了油壶菌门相对丰度，各处理优势真菌纲粪壳菌纲相对丰度之间无显著差异，增温及秸秆施用降低了炭角菌目相对丰度。

（3）大豆田自身的供氮作用使其具有更大的真菌物种数和 α、β 多样性，大豆田在不同增温及秸秆施用处理下存在差异的真菌门、纲、目类群也多于冬小麦田。种植大豆有利于改善土壤真菌群落结构。

本文编辑：李敏

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