摘要
香榧（Torreya grandis cv.Merrillii）是我国浙江特有的珍稀坚果树种，营养价值高、价格昂贵。随着种植规模的不断扩大，一些不科学的经营管理方式导致了土壤环境的微生态失衡，根腐病病害日益突出，对浙江省林业生产和经济造成了巨大的损失。揭示香榧根腐病发生的土壤微生态机制，对改善香榧林地土壤质量，促进香榧产业可持续性发展具有重要的理论和实践意义。本研究以浙江省杭州市临安区一处根腐病高发香榧人工林为研究对象，从土壤微生态角度出发，利用高通量测序技术对比分析了香榧健康植株和患根腐病植株根区土壤细菌和真菌的群落组成，结合相关植物生物量、生理和土壤理化特征指标，辨析了影响土壤微生物群落组成和活性的关键驱动因子;通过分析土壤碳、氮、磷等养分循环相关酶活性和碳源利用速率，表征了土壤微生物功能代谢特征;探讨了根腐病发生过程中土壤-植物-微生物三者的互作机制，为揭示香榧根腐病发生机制及病害防治提供科学依据。主要研究结果如下: (1)通过比较健康和患病香榧植株生物量、生理指标发现:患病植株树高、地上部分生物量和根系生物量显著降低，叶片含水量、总叶绿素和氮(N)含量显著降低，过氧化物酶(POD)活性显著升高。对健康和患病植株根区土壤理化性质进行比较发现，病株土壤中有机碳(SOC)含量较健株土壤显著降低，而pH、水分和碱解氮含量显著升高。 (2)对健康和患病植株根区土壤微生物群落特征进行比较与研究发现:病株土壤细菌和真菌丰度较健株土壤显著降低52.10％和70.08％，多样性指数没有显著差异;病株土壤真菌群落组成发生显著变化而细菌群落没有发生显著变化。变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门（Actinobacteria）是主要细菌门，病株土壤中变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度显著降低19％;子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)是主要真菌门，病株土壤中接合菌门(Zygomycota)的相对丰度显著升高135％;病株土壤中赤霉菌属（Gibberella）、隐球菌属（Cryptococcus）、亚隔孢壳属（Didymella）、被孢霉属（Mortierella）和伞菌门-未分类属（Agaricales_unclassified）的相对丰度分别较健株土壤显著升高90.2％、124.3％、34.7％、114.6％和824.0％，是造成真菌群落组成变化的关键属，可能与根腐病的发生有一定的联系。 (3)对健康和患病植株根区土壤酶活性和微生物代谢功能进行比较与研究发现:病株土壤中微生物的代谢活性发生改变，微生物对碳水化合物的利用率显著升高，代谢功能多样性指数（Shannon指数、Simpson指数）均显著高于健株土壤。病株与健株土壤酶活性有显著差异，病株土壤中过氧化物酶、β-D-纤维二糖苷酶和β-葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶活性显著升高，而磷酸酶活性显著降低。 (4)进一步对香榧植株生长状况、根区土壤性质与微生物群落的关系进行分析发现:地上部分生物量、树高、根系生物量、叶片含水量和氮含量与土壤含水量呈显著负相关，与土壤有机碳呈显著正相关。细菌群落变化与土壤碱解氮、有机碳含量和根系生物量呈显著相关，真菌群落仅随土壤水分变化显著，这些环境因子是改变微生物群落组成的重要非生物因子。根腐病、根系生物量和土壤性质分别解释了细菌和真菌群落变异的42.3％和35.2％，土壤性质解释了细菌群落和真菌群落的最大变异。病株土壤酶活性与土壤真菌群落组成、土壤含水量和微生物碳源利用率呈显著相关，健株土壤酶活性与根系生物量和真菌丰度呈显著相关。土壤含水量和微生物碳源利用率与β-D-纤维二糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性呈正相关，分别解释了变异的14％和13％。 综上所述，长时间的根腐病侵染会降低香榧植株的活力和土壤微生物生物量，改变真菌群落组成和土壤功能，使其向更快的有机碳分解方向发展，这可能会增加土壤有机质的消耗。在今后香榧根腐病的防治工作中，应该密切关注土壤环境的改变，提升土壤质量以提高植物抗病性。
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