連栽對木麻黃人工林根際土壤古菌群落變化的影響

摘要：[目的]探究連栽對木麻黃人工林根際土壤古菌群落變化的影響，為探明木麻黃連栽障礙機制提供基礎理論依據。[方法]以3個不同連栽代數（第一代First continuous plantation，FCP；第二代Second continu-ous plantation，SCP；第三代Third continuous plantation，TCP）的木麻黃人工林根際土壤為材料，以未種植木麻黃的天然喬木林根際土壤作為對照（CK），通過Illumina NovaSeq測序平臺對古菌群落進行高通量測序。[結果]從3個不同連栽代數木麻黃人工林根際土壤和對照土壤中總共得到1 146 390條有效序列，以100%序列相似度聚類得到998 515個ASV。Alpha多樣性分析結果表明，所觀察到的物種數和Chaol指數均隨著連栽代數的增加呈現下降的趨勢，而Shannon指數、Simpson指數和pielou_e均以FCP最高，TCP次之，SCP最低。Beta多樣性分析、PCoA分析、UPGMA聚類分析和Anosim分析結果表明，不同連栽代數木麻黃根際土壤古菌群落物種多樣性存在差異，但不同組間差異不顯著。共檢測到5個門，優勢菌門為奇古菌門（Thaumarchaeota），且奇古菌門占比隨著栽植代數的增加呈現下降的趨勢，與對照相比，FCP、SCP、TCP分別下降了17.42%、50.97%、51 .51%。古菌群落與土壤理化性質相關性分析結果顯示，奇古菌門與pH、全鉀（TK）、全氮（TN）、全磷（TP）呈顯著正相關，泉古菌門與速效磷（AP）和速效氮（AN）呈顯著正相關，不同古菌群落與土壤理化因子之間的相關性存在顯著差異。[結論]本研究證實了木麻黃人工林經過多代連續栽植后，根際土壤古菌群落結構發生顯著變化，推測古菌群落結構失衡是導致土壤微生態失衡的重要原因之一。研究結果為揭示木麻黃人工林連栽障礙形成的原因提供了理論依據。

關鍵詞：連栽障礙；木麻黃；高通量測序；根際；古菌群落

中圖分類號：S154.34 文獻標識碼：A 文章編號：1001-1498（2024）03-0106-12

木麻黃（Casuarina equisetifolia Forst.）屬于木麻黃科，是一種常綠喬木植物，最初產自大洋洲、太平洋島嶼以及東南亞地區，是亞熱帶地區沿海防護林的首選樹種，因其耐干旱、耐鹽堿、耐貧瘠特性，在保持水土、防風固沙、減少海浪侵蝕等方面發揮著重要作用。自上世紀20年代從澳大利亞引種到廣東，目前我國東南沿海7 230 km長的海岸線上已營造了16萬公頃木麻黃人工林。東山、惠安、平潭等地建立多條防護林帶，在防風固沙、改善環境方面產生了巨大的生態效益。木麻黃生長快、材積高，材質堅硬，滿足人們對用材林需求的同時，還能顯著提升農田作物產量，具有顯著的經濟效益。在生態服務價值方面，木麻黃林屬于人為干擾下達到相對穩定的偏途頂級群落，在脆弱的濱海生態系統中尚無其它樹種可以替代。因此，木麻黃資源的可持續利用在我國現代林業的健康發展以及維持濱海生態系統的穩定方面起著至關重要的作用。然而，隨著木麻黃人工林的多代連續種植，連栽障礙問題（Continuous plantingobstacle）近年來引起林業和生態學者的廣泛關注。國內外有關人工林連栽障礙屢有報道，國外的報道涉及到了輻射松（Pinus radiataD．Don）、火炬松（Pinus taeda L.）、濕地松（Pinus elliottiIEngelm.）、紅皮云杉（Picea koraiensis Nakai）和日本柳杉（Cryptomeria japonica （Thunb．ex L.f．）D．Don）等樹種，而國內大面積種植的楊樹0 Populus L.）、杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook.）、桉樹（Eucalyptus spp.）和落葉松（Larix gmelinii （Rupr.） Kuzen.）等樹種也有相關的研究。連栽作為木麻黃人工林最主要的經營方式，隨著連栽代數的增加，會導致植株生長發育不良，病蟲害嚴重。據調查顯示，連栽引起福建東山、惠安等地木麻黃林的生長量顯著下降，14年生木麻黃二代林與頭代相比，樹高、胸徑和材積分別降低了23.7%、24.4%和29.0%，19年生木麻黃連栽與頭栽相比，平均樹高、胸徑和材積生長分別減少了8.36%、7.61%和10.30%，且存在顯著差異。目前，我國南方20世紀80～90年代營造的大面積木麻黃人工林，均面臨二代、三代更新問題。連栽木麻黃的高產高質是一項科學性難題，解決連栽障礙機制及其調控是木麻黃人工林栽培的一個重要科學問題，在國內外同行的研究中備受關注。

根際土壤是植物體的重要生境，根際微生物群落的宏基因組是植物微生物組的重要組成部分。目前，植物根際微生物組研究的重點主要是細菌和真菌，而古菌經常被忽略。古菌被認為僅分布于地球上的極端自然環境中，隨著研究的不斷深入，在土壤、濕地、海水等不同的生態系統中都發現古菌的存在，且對元素的生物地球化學循環具有重要的驅動作用。古菌是微生物群落中的一部分，適應各種條件，從而定居土壤、動植物和人體。在土壤中，受土壤類型和土層的影響，古菌豐度、群落結構和分布特征可能有所不同。目前有關森林生態系統中人工林連栽障礙下根際土壤古菌群落變化的研究鮮見報道。以往對木麻黃人工林連栽障礙的研究表明，隨著連栽代數的增加，根際細菌和放線菌的數量顯著減少，而真菌的數量明顯增加，這導致了土壤微生物群落類型從以細菌為主向以真菌為主過渡。然而，連栽條件下木麻黃人工林的根際土壤古菌群落是如何變化的還未見報道。因此，本研究以3個不同連栽代數（第一代First continuous plantation，FCP；第二代Second continuous plantation．SCP；第三代Third continuous plantation．TCP）的木麻黃根際土壤為材料，以未種植木麻黃的天然喬木林根際土壤作為對照（CK），采用高通量測序技術對古菌群落進行16S rDNA擴增子測序，通過物種注釋和相對豐度分析，探究連栽木麻黃根際土壤古菌群落變化規律，以期為探明木麻黃連栽障礙機制提供基礎理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究樣地概況

研究樣地所處地點在福建省泉州市惠安縣赤湖國有防護林場，占地面積約為433 hm2，屬南亞熱帶海洋性氣候，年降雨量為1 029 mm，年蒸發量達2 000 mm，年平均氣溫為19.8℃，極高氣溫和極低氣溫分別為35℃和1℃。林地上種植了3個不同代數的木麻黃人工林，分別是一代林（FCP）、二代林（SCP）和三代林（TCP）。在每代林內，木麻黃的林齡是統一的，而不同代數間的林齡是不同的。每代的樣地未經過煉山整地，栽植苗為木麻黃嫩枝扦插培育的幼苗，伴生樹種與林下植被基本一致。基本信息如表1所示。

1.2 土壤樣品的采集

2023年2月，在赤湖國有防護林場內對不同代數木麻黃林地和天然喬木林設置實驗樣地，即在CK、FCP、SCP和TCP分別設立一個20m×20 m的實驗樣地，每個樣地內隨機劃分3個5mx5m的樣方，共計12個樣方。木麻黃根際土壤的采集參照王圳等的方法進行。具體為，在每個樣方內沿“S”形路徑隨機選擇長勢相近的木麻黃，移除土壤表面的樹葉和雜質，用鐵鍬挖去周圍土壤，用毛刷輕輕刷取并收集粘附在細根上的土壤，即木麻黃根際土壤。每個樣方內的根際土壤搖勻后得到1份土壤樣品，共計獲得12份。過2 mm篩后，一部分立即用于土壤DNA的提取，一部分自然風干用于測定土壤基本理化性質，剩余的土樣保存于-80℃冰箱中備用。土壤基本理化性質如表2所示。

1.3 根際土壤DNA提取及PCR擴增

土壤微生物基因組總DNA采用BioFast SoilGenomic DNA Extraction Kit試劑盒（BioFlux公司，中國）進行提取。樣品DNA濃度采用Nanodrop紫外分光光度計測定，并用1.2%瓊脂糖凝膠電泳檢測樣品DNA的質量。以稀釋至1 ng·μL-1的樣品DNA為模板，采用特異性引物對古菌16SV4～V5區進行PCR擴增，引物序列分別為524F（5-barcode+TGYCAGCCGCCGCGGTAA-3）和958R（5-CCGGCGTTGAVTCCAATT-3）.使用2%瓊脂糖凝膠電泳來檢驗PCR擴增產物的質量，選擇合格的PCR產物送到北京諾禾致源科技有限公司進行16S rDNA擴增子高通量測序。

1.4 DNA文庫建立及原始數據整理

為了完成整個文庫制備工作，PCR產物需要經過末端修復、加A尾、加測序接頭、純化等一系列步驟，然后利用Illumina NovaSeq測序平臺對文庫進行雙末端測序。首先，根據barcode對樣品進行拆分，以獲取每個樣品的原始數據，并去除其中的barcode和引物。使用FLASH軟件將R1和R2序列數據進行拼接。對于拼接后的Tags，我們進行質控處理，得到Clean Tags。然后，對Clean Tags進行嵌合體過濾，以獲得可用于后續分析的有效數據，即Effective Tags。最后，我們基于這些有效數據使用DADA2進行降噪處理，從而得到了最終的ASVs。隨后對得到的有效數據進行物種注釋和豐度分析，比較不同樣本之間的群落結構差異。

1.5 數據分析

采用QIIME2軟件繪制樣品稀釋曲線圖，并分析Chaol、Simpson和Shannon多樣性指數。花瓣圖、柱形圖采用Perl 5.26.2軟件進行繪制。熱圖采用R 4.0.3進行繪制。利用https：//www.bioincloud.tech/云平臺進行相關性分析。利用DPS 7.05軟件進行單因素方差分析和LSD多重比較，并進行組間差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 連栽木麻黃根際土壤古菌群落ASV組成及結構

采用Illumina NovaSeq測序平臺對不同連栽代數木麻黃根際土壤和未種植木麻黃的天然喬木林土壤的古菌群落進行高通量測序。總共得到1 146 390條有效序列，平均每個樣品的有效序列為95 533條。使用DADA2方法進行降噪，并以100%序列相似度聚類，共得到998 515個ASV，其中CK、FCP、SCP、TCP的平均ASV數量分別為63 362、65 824、97 647、106 006。由圖1可知，抽取的序列條數將近60 000條，曲線趨向平坦，表明不同土壤樣品所測的序列都能夠較好地反映古菌群落種類數量，測序數據量漸進合理。

花瓣圖可以直觀地體現不同連栽代數木麻黃根際土壤古菌群落ASV組成的差異性及重疊情況（圖2）。分析結果表明，CK、FCP、SCP和TCP中特異性古菌ASV分別占總ASV序列數的23.90%（325）、25.44%（346）、18.38%（250）和16.25%（221）。CK與FCP、SCP、TCP共有的ASV數量為107（7.87%）、111（8.16%）、110（8.09%），FCP與SCP、TCP共有的ASV數量為129（9.4g%）、118（8.68%），SCP與TCP共有的ASV數量為130（9.56%），CK、FCP、SCP和TCP土壤中共有的古菌ASV數量為79（5.81%）。除此之外，隨著連栽代數的增加，特異ASV數量呈現下降的趨勢，表明木麻黃根際土壤古菌群落結構發生了變化，且在不同代數之間存在明顯差異。

2.2 連栽木麻黃根際土壤古菌群落結構

2.2.1 連栽木麻黃根際土壤古菌群落多樣性分析

對不同連栽代數木麻黃根際土壤古菌群落進行Alpha多樣性分析，評估微生物群落的豐富度和多樣性的差異。分析結果表明，所觀察到的物種數和Chaol指數均隨著連栽代數的增加呈現下降的趨勢，表明物種豐富度發生了明顯變化，但不同代數之間均沒有顯著差異（表3）。Shannon指數、Simpson指數和pielou_e均以FCP最高，TCP次之，SCP最低，且不同代數之間差異均顯著（P＜0.05），表明不同代數木麻黃根際土壤古菌群落的多樣性和均勻度存在顯著差異（P＜0.05），且均呈現先下降后上升的趨勢。

使用Weighted Unifrac距離和UnweightedUnifrac距離來計算樣本之間的相異系數，這些距離的值越小，表示兩個樣本在物種多樣性方面的差異越小。分析結果顯示，CK和FCP、SCP、TCP之間的Weighted Unifrac距離分別為0.263、0.345、0.305，呈現先上升后下降的趨勢，而Unweighted Unifrac距離分別為0.786、0.777、0.784，呈現先下降后上升的趨勢（圖3）。FCP和SCP、TCP之間的Weighted Unifrac距離和Unweighted Unifrac距離分別為0.146和0.759、0.120和0.770，SCP和TCP之間分別為0.069和0.726，表明不同連栽代數木麻黃根際土壤古菌群落的Beta多樣性存在差異，但不同組間差異不顯著（圖3）。

2.2.2 連栽木麻黃根際土壤古菌群落差異分析

基于Weighted unifrac距離和Unweighted unifrac距離對連栽木麻黃根際土壤古菌群落進行主坐標分析（PCoA， Principal Co-ordinates Analysis）。結果表明，同組的3個平行樣本彼此之間距離相近，說明樣本重復性較好。分析結果顯示，主成分1（PCl）解釋變量方差的85.63%，主成分2（PC2）解釋變量方差的9.47%，兩者累計貢獻率達95.10%，主成分1和主成分2有效將CK、FCP、SCP和TCP區別開來（圖4）。通過Weighted Unifrac距離矩陣對不同土壤古菌群落進行UPGMA聚類分析，結果顯示，SCP和TCP的古菌群落結構聚集為一個群體，兩者再與FCP聚在一起，最后與CK形成系統發生樹（圖5）。進一步通過Anosim分析方法分析連栽木麻黃根際土壤古菌組間群落結構差異性是否顯著。分析結果顯示，不同組間的R值均大于0，表明組間差異大于組內差異，但是組間差異均不顯著（pgt;0.05）（表4）。

2.2.3 連栽木麻黃根際土壤古菌群落組間差異物種分析

利用MetaStat方法進一步統計分析，有針對性地找出組間豐度變化差異顯著的物種，并得到差異物種在不同分組內的富集情況，繪制熱圖。結果顯示，奇古菌門（Thaumarchaeota）的物種差異在不同組間均達到了極顯著水平（P＜0.01），表明連栽木麻黃根際土壤奇古菌門的古菌發生了顯著變化，泉古菌門（Crenarchaeota）在CK-TCP、FCP-TCP兩個組間存在顯著差異（P＜ 0.05），Candidatus Thermoplasmatota在CK-FCP、FCP-SCP兩個組間存在顯著差異（P＜ 0.05），廣古菌門（Euryarchaeota）和Candidatus Bathyarchaeota在不同組間均未達到顯著水平（圖6）。

2.2.4 連栽木麻黃根際土壤古菌群落組成及結構變化

在不同連栽代數木麻黃根際土壤古菌群落中共檢測到5個門，分別為奇古菌門（Thaumarchaeota）、泉古菌門（Crenarchaeota）、CandidatusThermoplasmatota、廣古菌門（Euryarchaeota）和Candidatus Bathyarchaeota。優勢菌門為奇古菌門，占比3.00%-6.19%；次優勢菌門為泉古菌門，占比0.19%-1.33%（圖7）。除此之外，大部分的古菌是未分類的，占比高達84.07%-95.80%，說明木麻黃根際土壤古菌群落在很大程度上是未知的。進一步分析發現，奇古菌門占比隨著栽植代數的增加呈現下降的趨勢，與對照相比，FCP、SCP、TCP分別下降了17.42%、50.97%、51.51%，且除SCP和TCP之間未達到顯著水平外，其余不同組分之間均存在顯著差異（P＜0.05），而泉古菌門占比隨著栽植代數的增加呈現先上升后下降的趨勢，FCP與SCP之間無顯著差異，FCP、SCP均與TCP之間存在顯著差異（P＜0.05）。門水平上的群落熱圖分析也表明，不同連栽代數木麻黃根際土壤的古菌群落結構發生了顯著變化（圖8）。

2.3 古菌群落與土壤理化因子相關性分析

為了更好地了解不同連栽代數的木麻黃根際土壤古菌群落與土壤理化因子的關系，對古菌群落與土壤理化因子進行了相關性分析（圖9）。分析結果顯示，優勢菌門奇古菌門（Thaumarchaeota）與pH和TK呈極顯著正相關，與TN和TP呈顯著正相關，次優勢菌門泉古菌門（Crenarchaeota）與AP和AN呈顯著正相關，廣古菌門（Euryarchaeota）與AP呈顯著正相關，CandidatusThermoplasmatota和Candidatus Bathyarchaeota與各土壤理化因子之間均無顯著相關性，而Unclassified古菌與pH和TK呈極顯著負相關，與TN和TP呈顯著負相關，表明不同連栽代數的木麻黃根際土壤古菌群落與土壤理化性質具有密切的聯系，而不同古菌群落與土壤理化因子之間的相關性存在顯著差異。

3 討論

3.1 連栽對木麻黃根際土壤古菌群落多樣性的影響

根際微生物在維持土壤生產力方面占有重要地位，促進土壤生態系統中的能量流動、物質循環和信息傳遞。古菌作為地球進化最早期的生命體之一，分布的生態類型多樣，在極端環境和非極端環境中均有分布，驅動著土壤中C、N、S、Fe等營養元素的生物地球化學循環。由于古菌的培養條件比較特殊，對該群落結構生態功能的認識受到了極大限制。近年來，擴增子高通量測序技術成為了研究古菌群落結構的重要手段。本研究對連栽木麻黃人工林根際土壤古菌群落進行16S rDNA擴增子高通量測序，發現隨著木麻黃人工林連栽代數的增加，特異ASV數量呈現下降的趨勢，根際土壤古菌群落所觀察到的物種數和Chaol指數均呈現下降的趨勢，Shannon指數、Simpson指數和pielou_e均以FCP最高，呈現先下降后上升的趨勢，表明不同代數木麻黃根際土壤古菌群落的豐富度、多樣性和均勻度發生了明顯變化，PCoA分析、UPGMA聚類分析和Anosim分析顯示根際土壤古菌群落存在差異，但不同組間差異不顯著。推測原因可能是在連栽過程中土壤理化性質、林木生長發育、化感自毒物質、森林凋落物降解等因素存在差異所導致的。有研究表明，天然林向杉木人工林的轉變導致土壤古菌的多樣性和豐富度顯著下降，并發現杉木人工林土壤中古菌的減少可能與土壤中氨離子濃度的變化有關。除此之外，連栽杉木土壤中氨氧化古菌的豐度與多樣性大致呈現逐代降低趨勢，杉木多代連栽抑制了氨氧化古菌的生長，并證實了土壤養分含量與氨氧化古菌群落之間聯系密切，氨氧化古菌對杉木人工林土壤氮素循環硝化過程起著十分重要的作用。唐楚珺等發現不同連栽代數杉木林土壤氨氧化古菌的基因豐度隨連栽代數增加呈顯著遞減趨勢。這表明連栽對人工林土壤古菌群落產生了顯著影響，且在不同種類的人工林中普遍存在此現象。林木根系的生長發育也可能是造成人工林古菌群落結構存在差異的原因之一。朱啟良等對楊樹人工林細根不同生長時期根際土壤進行古菌高通量測序分析，發現不同生長階段細根根際土壤的古菌群落結構存在顯著差異，且隨著細根生長發育，占絕對優勢的氨氧化古菌Candidatus_Nitrososphaera在根際土壤中的豐度呈現上升趨勢，推測其可能與細根的生長發育具有密切的關系。此外，作物的連作同樣對土壤古菌群落結構產生影響。張偉等研究探討了在新疆干旱半干旱的土壤環境下，棉花（Gossypiumspp）連作對土壤古菌群落結構的影響，結果表明在棉花長期連作過程中，促使形成了新的古菌群落結構組成，且棉花和玉米（Zea maysL.）輪作能快速調整一些古菌屬的豐度。這與連栽人工林的結果不一致，推測可能是物種差異、土壤異質性、地域差別等因素造成的。

3.2 連栽對木麻黃根際土壤古菌群落組成的影響

土壤環境中包含著豐富的古菌資源，優勢物種是微生物群落的一個重要特征，已有研究報道奇古菌門、廣古菌門、泉古菌門為主要的優勢菌門。在本研究中，不同連栽代數木麻黃根際土壤和未種植木麻黃的對照土壤的古菌群落優勢菌門均為奇古菌門。這與De Chaves等研究結果一致。DeChaves等收集了亞馬遜原始森林、次生林、農業系統和牛牧場中的土壤樣本，發現原始森林和次生林中的古菌群落以奇古菌類為主，且與次生林相比，原始森林中具有更多的古菌種類。lsoda等比較了芬蘭北方森林和日本寒溫帶森林之間礦質土壤中的古菌群落，發現在芬蘭北方森林土壤中，奇古菌門占主導地位。Shi等對青藏高原東部94個土壤樣本的古菌群落進行了表征，發現奇古菌門是所有土壤中占優勢的古菌門。以往的研究表明，奇古菌門是淺層土壤中最主要的古菌群落，本研究所取的土壤樣品為根際土壤，得到了相似的結果。在本研究中，隨著木麻黃連栽代數的增加，與對照相比，奇古菌門的占比分別下降了17.42%、50.97%、51 .51%，奇古菌門的物種差異在不同組間均達到了極顯著水平（P＜ 0.01），說明奇古菌門在木麻黃連栽過程中發揮著重要作用。與不同代數的木麻黃人工林相比，作為對照的天然喬木林中含有更豐富的奇古菌門古菌，這與Pedrinho等人的研究一致。然而，Tsang等研究發現四種健康和被褐根病菌感染的樹木（榕樹（Ficusmicrocarpa Linn. f.）、樸樹（Celtis sinensisPers.）、白楸（Mallotus paniculatus （Lam.）Muell.Arg.）和樟樹（Cinnamomum Camphora （L.）Presl.））中的優勢古菌門為泉古菌門和廣古菌門。殷萌清等比較了天然及人工紅樹林土壤微生物的群落結構差異，發現相比于細菌，古菌的多樣性明顯偏低，所檢測到的古菌在門的水平上主要為廣古菌門。土壤類型的不同、土壤理化性質的差異、土壤深度以及植物根系空間距離，可能是影響土壤古菌優勢類群的重要因素。此外，本研究所測得的古菌群落大多數是未分類的，意味著對于古菌資源的挖掘需要進一步研究。

3.3 連栽木麻黃根際土壤古菌群落與土壤理化因子相關性

根際土壤微生物與土壤中的養分之間關系密切，彼此促進或制約，從而對植物的生長產生影響。土壤理化因子的改變會干擾土壤微生物群落的變化，進而影響微生物的活性和生態功能。本研究發現，不同連栽代數的木麻黃根際土壤古菌群落的不同門水平菌落與土壤理化因子之間的相關性存在顯著差異，優勢菌門奇古菌門與pH、TK、TN、TP呈顯著正相關，次優勢菌門泉古菌門與AP和AN呈顯著正相關，結果表明土壤理化因子與古菌群落關系密切，這與Zhang等的研究結果相似。陳雯雯等發現連栽杉木土壤中NH4+-N含量與奇古菌門呈正相關，與廣古菌門呈負相關。因此，人工林土壤中古菌的減少可能與森林類型轉換后土壤中氨離子濃度的變化有關。也有證據表明，土壤NH4+-N含量對氨氧化古菌的奇古菌門和廣古菌門有直接影響作用，且NH4+-N含量變化與之存在密切關系。在本研究中，優勢菌門奇古菌門與pH呈極顯著正相關關系（P＜ 0.001）。pH是影響土壤古菌群落結構的關鍵決定因素。Zhou等發現pH值是影響紅樹林和潮間帶濕地泥灘中的分層古菌群落形成的最重要因素。在大興安嶺天然林演替中，pH對土壤古菌群落組成幾乎沒有影響，而在人工林生長過程中，pH對土壤古菌群落組成有影響。在中國東北黑土區，古菌群落在具有明顯的生物地理分布模式，土壤pH值是構建群落組成的關鍵土壤因素。pH同樣是影響土壤細菌群落結構的決定因素。Wei等分析了太湖地區落葉常綠林根際細菌群落結構及多樣性，發現細菌群落組成和多樣性在很大程度上受土壤pH值和樹種的影響，土壤pH值是影響細菌多樣性的關鍵因素，較低的pH值與較少的群落多樣性相關。綜上，土壤理化因子的不同是導致古菌群落差異的重要原因，在人工林連栽過程中，土壤理化指標發生改變，進而影響根際土壤古菌群落。

4 結論

本研究通過16S rDNA擴增子高通量測序研究連栽條件下木麻黃人工林根際土壤古菌群落變化規律，結果發現木麻黃人工林經過多代連續栽植后，根際土壤的古菌群落結構發生顯著變化，優勢菌門奇古菌門占比顯著下降，推測古菌群落結構失衡是導致土壤微生態失衡的重要原因之一。因此，土壤微生態失衡可能是導致木麻黃人工林連栽障礙問題的關鍵原因。然而，連栽障礙的形成和加重是一個復雜的過程，不是由單一或孤立的因素所導致的，而是由植物、土壤和微生物系統內多種脅迫因子相互關聯和相互影響的綜合結果產生的。因此，今后從植物-土壤-微生物相互作用的根際對話過程為切入點，鎖定關鍵功能古菌微生物，深入揭示木麻黃連栽障礙形成機理，闡明連栽木麻黃根際土壤微生態失衡規律，對于緩解連栽障礙難題具有重要意義。

（責任編輯：崔貝）

基金項目：國家自然科學基金（31500443）；福建省自然科學基金（2022J01139）；福建省財政林業科技研究項目（2023FKJ26）；福建農林大學科技創新專項（KFb22046XA、KJb22019XA）。