全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(11): 2016−2022 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(30871491, 31171509), 国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAD16B15)和国家公益性行业(农业)科
研专项(201103001)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 曾昭海, E-mail: zengzhaohai@cau.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: jlzhoulan@126.com **同等贡献(Contributed equally to this work)
Received(收稿日期): 2013-04-16; Accepted(接受日期): 2013-06-24; Published online(网络出版日期): 2013-08-14.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130814.1414.001.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.02016
玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响
周 岚 1,2,** 杨 永 1,** 王占海 3 陈 阜 1 曾昭海 1,*
1 中国农业大学农学与生物技术学院, 北京 100193; 2 吉林农业科技学院, 吉林吉林 132101; 3呼伦贝尔市农业科学研究所, 内蒙古扎
兰屯 162650
摘 要: 在大豆开花期分别对 3个施氮水平下(0、50和 100 kg hm−2)大豆连作(大豆-大豆-大豆)、玉米-大豆轮作 I (大
豆-玉米-大豆)及玉米-大豆轮作 II (玉米-玉米-大豆), 应用 PCR-DGGE技术研究玉米-大豆轮作及施氮对土壤细菌群落
结构变化的影响。结果表明, 随着施氮水平的提高, 3种种植方式土壤中细菌群落多样性、丰富度均呈减少趋势。高
氮处理(100 kg hm−2)明显降低了大豆连作、玉米-大豆轮作 II 根际土壤细菌群落多样性及丰富度, 玉米-大豆轮作 I
根际土壤细菌群落多样性及丰富度略有降低。玉米-大豆轮作 I种植方式可减轻氮肥对其根际细菌群落多样性和丰富
度的影响, 但施氮明显改变了其细菌群落结构。玉米-大豆轮作 II中大豆根际土壤细菌群落结构较为稳定, 受氮肥影
响较小。在 3种种植方式的土壤中, 分布着酸杆菌门、变形菌门及厚壁菌门细菌, 其中前两门菌群占主导地位。
关键词: 轮作; 氮肥; 大豆; 玉米; DGGE; 细菌群落
Influence of Maize-Soybean Rotation and N Fertilizer on Bacterial Community
Composition
ZHOU Lan1,2,**, YANG Yong1,**, WANG Zhan-Hai3, CHEN Fu1, and ZENG Zhao-Hai1,*
1 College of Agriculture and Biotechnology, Beijing 100193, China; 2 Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China;
3 Hulunbeier Agricultural Institute, Zhalantun 162650, China
Abstract: In soybean flowering period, took rhizosphere soil samples from three treatments including continuous cropping soy-
bean (soybean-soybean-soybean), maize-soybean rotation I (soybean-maize-soybean) and maize-soybean rotation II (maize-
maize-soybean). Each treatment had three levels of nitrogen application including 0, 50, and 100 kg ha−1. Soil microbial commu-
nity changes under maize-soybean rotation system and various nitrogen applications were investigated by the techniques of dena-
turing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis. The results showed that the biological diversity and abundance of three kinds
of soil microbial community had a decline trend along with the increase of nitrogen application levels. Under high nitrogen appli-
cation level (100 kg ha−1), a significant decrease in diversity and abundance of rhizosphere soil microbial communities was ob-
served in both continuous cropping soybean system and maize-soybean rotation II system. And in maize-soybean rotation I system,
there was only a slightly decrease in diversity and abundance of rhizosphere soil microbial communities. Therefore, 1-year maize
in rotation with soybean (soybean-maize-soybean) can alleviate the effect of nitrogen fertilizer on rhizosphere soil microbial di-
versity and richness, but the effect of nitrogen application significantly changed its bacterial community structure. Maize-soybean
rotation II system (maize-maize-soybean) was less affected by nitrogen fertilizer and showed relatively high stability. In addition,
in those three kinds of soil, there were the categories of Acidobacteria, Proteobacteria and Firmicutes, in which, Acidobacteria and
Proteobacteria were predominant.
Keywords: Rotation; Nitrogen; Soybean; Maize; PCR-DGGE; Bacterial community
土壤微生物是农田生态系统的重要组成部分 ,
对于土壤中物质转化和循环具有重要调节作用, 是
指示土壤环境变化, 反映土壤质量的最重要指标之
一[1]。前人依靠传统方法仅能获得土壤微生物总数
第 11期 周 岚等: 玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响 2017


的 0.1%~1.0%[2-3], 可能与土壤原位菌群存在较大差
异[4]。变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel elec-
trophoresis, DGGE)是使用一对特异性引物扩增从样
品中提取的 DNA 或 rRNA, 得到长度相同但序列有
异的 16S rDNA 产物, 然后在添加一定浓度线性梯
度变性剂的聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离。Muyzer 等
[5]1993 年首先将 DGGE 技术应用于分子微生物生态
学研究。与传统平板培养方法相比, PCR-DGGE技术
可以检测到土壤中大量不可培养的细菌, 能够更精
确地反映土壤微生物多样性, 比传统培养方法在代
表性上具有巨大优势, 在细菌群落多样性研究中被
广泛应用。如李梓正等[6]应用 PCR-DGGE 技术研究
不同退化草地上细菌群落多样性的变化; Qiao等[7]应
用 PCR-DGGE 筈技术研究了燕麦和箭 豌豆混播对细
菌群落结构的影响; 刘恩科等[8]应用 PCR-DGGE 技
术研究了不同施肥及种植制度对细菌群落结构的影
响。
豆科作物与禾本科作物轮作是传统农业的精华,
一方面豆科作物的生物固氮可以为禾本科作物提供氮
素营养, 另一方面禾本科作物收获后创造的土壤环境
又有利于促进与之轮作的豆科作物的生物固氮[9]。东
北平原是我国玉米、大豆主产区, 也是重要的商品
粮基地。玉米与大豆轮作可以解决大豆连作障碍问
题, 增加大豆产量, 改善大豆品质, 维持土壤健康,
缓解大豆生产中病虫草害[10-12]。大豆根际微生物被
认为是造成大豆连作障碍的重要因子之一[13], 研究
玉米大豆轮作条件下大豆根际细菌群落多样性与结
构的变化可以进一步明确轮作效应的作用机制。本
文应用 PCR-DGGE 技术分别对大豆连作、玉米-大
豆轮作 I (大豆-玉米-大豆)及玉米-大豆轮作 II (玉米-
玉米-大豆)在 3个施氮水平下(0、50和 100 kg hm−2)
的大豆根际细菌群落进行了研究, 明确轮作效应与
土壤细菌群落的关系, 为建立合理轮作模式及氮肥
管理提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
2010年在吉林农业科技学院试验基地进行盆栽
试验。作物有效生长季为 125~135 d, 生长季≥10℃有
效积温为2450~2600℃, 全年日照时数2300~2500 h, 全
年平均降水量为 650~750 mm。盆栽用塑料桶高 50 cm,
上口直径 40 cm, 下口直径 30 cm。供试大豆品种为黑农
51。供试土壤为沙壤土, 试验开始时供试土壤 0~25 cm
耕层含有机质 14.30 g kg−1、全氮 1.85 g kg−1、全磷
1.53 g kg−1、全钾 26.70 g kg−1、碱解氮 117.40 mg kg−1、
速效磷 95.90 mg kg−1、速效钾 93.30 mg kg−1, pH 6.9。
1.2 试验设计及样品采集
采用随机区组双因素试验设计, 因素分别为土
壤种类和施氮水平。土壤分别来自大豆连作田(大豆-
大豆)(T1)、大豆-玉米轮作田(大豆-玉米)(T2)和玉米
连作田(玉米-玉米)(T3); 施氮水平分别为 0、50 和
100 kg hm−2。每个处理 4个重复, 共 36盆。将盆底
钻孔, 将盆埋在土壤中, 模拟大田种植。每盆装 10 kg
风干土, 播种前按 P2O5 105 kg hm−2、K2O 120 kg hm−2
的磷、钾肥均匀施入土壤, 保证肥料与土壤充分混
匀。挑选饱满均匀的大豆种子, 每盆播 5 粒, 并接种
大豆根瘤菌剂, 出苗后间苗留 3 株。在大豆开花期,
在大豆根系周围去除表层土, 采集 2~10 cm耕层, 将
4 个重复土样混为一个样品, 立即放入冰盒中带回实
验室, 于−20℃冰箱中保存, 待提取各样品 DNA。
1.3 土壤中细菌群落结构的 PCR-DGGE分析
1.3.1 土壤总 DNA的提取 称取 0.3 g土样, 按
照超快型土壤 DNA 提取试剂盒(购自华越洋生物科
技有限公司)说明书提取各土壤样品总 DNA。
1.3.2 PCR扩增 PCR扩增 16S rDNA V3高变区,
引物分别为带有 GC 夹子的 357f-GC (5-CGCCCG
CCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGGCACGGG
GGGCCTACGGGAGGCAGCAG-3)和 517R (5-ATT
ACCGCGGCTGCTGG-3)[8]。PCR扩增体系为 50 μL,
其中 10×buffer 5 μL, dNTP(2.4 mmol L−1) 4 μL, 上下游
引物(10 pmol μL−1)各 1 μL, Taq DNA聚合酶(2.5 U μL−1)
0.5 μL, ddH2O 37.5 μL。引物由上海生工生物工程有
限公司合成, ddH2O自备, 其他试剂均购自宝生物工
程(大连)有限公司。PCR扩增程序为预变性 95 ℃ 3 min,
然后 30个循环为 94 ℃ 30 s, 59 ℃ 30 s, 72 ℃ 1 min 10 s,
最后 72 ℃延伸 10 min, 扩增长度约为 230 bp。利用
1.5%的琼脂糖凝胶电泳, 溴化乙锭染色, 检测 PCR
扩增产物。
1.3.3 DGGE 按 DNA 片段纯化试剂盒(北京三
博远志生物技术有限公司)说明书将细菌 16S rDNA
的 PCR产物 6管浓缩至约 30 μL, 取 2 μL用超微量
分光光度计检测, 浓度约为 300 ng μL−1, 4℃保存。取
13 μL上述浓缩后的样品加入 7 μL loading buffer进行
DGGE 电泳。DGGE 凝胶梯度为 6%~12%, 变性剂梯
度为25%~55%, 温度60℃, 在100 V电压下电泳10 h。
1.4 数据分析
1.4.1 微生物群落的多样性、丰富度和均匀度 利用
DGGE 图谱的数字化结果计算多样性指数 H (Shan-
2018 作 物 学 报 第 39卷


non-weaver index)、丰富度 S和均匀度 E。
多样性指数 Pi = ni/N, 式中, ni为每个带的亮度,
N为某一样品所有带亮度的和[7]。
Shannon-Weaver index = −
1
(ln )
s
i i
i
P P
=
∑（ ）
均匀度 E = H/ln S, 式中, H为 Shannon-Weaver
index, S为丰富度即某一样品的条带数[7]。
戴斯系数: Cs = 2j/(c+d), 式中 j是样品 C和 D共
有的条带, c和d分别是样品C和D中各自的条带数[8]。
1.4.2 微生物群落结构的分析 采用 SAS 9.0软
件根据不同处理 DGGE图谱的条带亮度和位置的数
字化数值对微生物群落结构进行主成分分析。
2 结果与分析
2.1 DGGE图谱分析
取得了各样品 16S rDNA V3区 PCR产物很好的
分离效果(图 1)。从图谱可以很直观地看出, 不同处
理细菌 DGGE指纹图谱在条带数量、亮度及位置等
方面均存在明显差异。图谱中各泳道条带的数量及
亮度可表征不同样品中细菌的种类和数量。9 种处
理在 DGGE 图谱中条带数量(丰富度 S)由 19 至 31
不等(表1), 其中大豆连作土壤在不施氮肥时, 条带
数最多为 31个, 条带数较多(25个以上)的处理还有
T1-50、T2-0、T2-50、T3-0、T3-50; 3种种植方式的
大豆根际土壤中, 随施氮量的增加, 条带数量均呈
递减趋势(表 1)。因此, 在不施氮或施氮水平较低时,
土壤中细菌丰富度较高, 施加氮肥可减少土壤中细
菌丰富度。在 3 个施氮水平下, 大豆连作土壤细菌丰
富度均较高, 玉米-大豆轮作 II 土壤细菌丰富度较低,
玉米-大豆轮作 I土壤丰富度在 0 kg hm−2和 50 kg hm−2
氮处理下均处于中间水平 , 而在高氮处理下最高。
根据图谱中条带的数量及亮度 , 由 Bio-Rad 4.6.2
quantity one软件计算了各处理的细菌群落多样性指
数, 其变化同丰富度变化类似。随施氮水平的提高,
各处理土壤中细菌群落的多样性指数均呈减少趋
势。高氮肥处理明显降低了大豆连作土壤及玉米-大
豆轮作 II土壤的细菌多样性指数, 而玉米-大豆轮作
I减缓了氮肥带来的影响。不同处理对细菌群落的均
匀度影响较小。


图 1 细菌 DGGE指纹图谱
Fig. 1 DGGE pattern of bacterial community
T1: 大豆-大豆-大豆连作; T2: 大豆-玉米-大豆轮作; T3: 玉米-
玉米-大豆轮作。3个施氮水平 0、50和 100 kg hm−2。
T1: soybean-soybean-soybean continuous cropping; T2: soy-
bean-maize-soybean rotation; T3: maize-maize-soybean rotation.
Three leaves of N are 0, 50, and 100 kg hm−2.

表 1 轮作及施氮对细菌多样性指数、丰富度及均匀度的影响
Table 1 Effect of rotation and nitrogen application on bacterial Shannon-Weaver index, richness, and evenness
处理 Treatment 多样性指数 Shannon-Weaver index (H) 丰富度 Richness (S) 均匀度 Evenness (E)
T1-0 3.40 31 0.99
T1-50 3.35 30 0.98
T1-100 3.11 23 0.99
T2-0 3.22 27 0.98
T2-50 3.23 27 0.98
T2-100 3.14 24 0.99
T3-0 3.27 27 0.99
T3-50 3.17 25 0.98
T3-100 2.90 19 0.98
T1: 大豆-大豆-大豆连作; T2: 大豆-玉米-大豆轮作; T3: 玉米-玉米-大豆轮作。3个施氮水平为 0、50和 100 kg hm−2。
T1: soybean-soybean-soybean continuous cropping; T2: soybean-maize-soybean rotation; T3: maize-maize-soybean rotation. Three
leaves of N are 0, 50, and 100 kg hm−2.
第 11期 周 岚等: 玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响 2019


2.2 细菌群落结构的比较
由图 2 可知, 轮作及氮肥均对样品细菌群落结
构产生了一定的影响。不施氮肥处理 T1-0、T2-0 和
T3-0分别位于第四、一、三象限, 表明不施氮肥条件
下, 不同种植方式对土壤中细菌群落结构产生了较
大的影响; T2-50、T3-50位于第二象限, T1-50位于第
四象限, 表明在低氮肥处理下, 轮作土壤中细菌群落
结构更为接近, 与连作土壤细菌群落结构差异较大;
T1-100、T2-100均位于第三象限, T3-100位于第二象
限, 表明在高氮肥处理下, 轮作 I 和连作大豆根际更
为接近, 而与轮作 II差别较大。T1-0、T1-50较为接
近, 与 T1-100 差别较大, 表明高氮肥处理对大豆连
作土壤细菌群落结构影响较大, 其差异主要分布在
横轴上。T2-0、T2-50和 T2-100差别较大, 其差异主

图 2 细菌群落结构主成分分析
Fig. 2 PCA analysis of bacterial community composition
T1: 大豆-大豆-大豆连作; T2: 大豆-玉米-大豆轮作; T3: 玉米-
玉米-大豆轮作。3个施氮水平为 0、50和 100 kg hm−2。
T1: soybean-soybean-soybean continuous cropping; T2: soy-
bean-maize-soybean rotation; T3: maize-maize-soybean rotation.
Three leaves of N are 0, 50, and 100 kg hm−2.
要分布在纵轴上; T3-0、T3-50、T3-100较为接近, 表
明施氮仅是减少了玉米-大豆轮作 II 中大豆根际土壤
细菌多样性及丰富度, 但对细菌群落结构影响较小。
根据戴斯系数, 可进一步对不同处理间的相似
度进行数字化分析。由表 2 可知, 在 3 个施氮水平
下, 大豆连作(T1)同玉米-大豆轮作 II (T3)的相似度
分别为 50.8、56.1 和 55.2, 同玉米-大豆轮作 I (T2)
的相似度分别为 53.6、54.6 和 68.2, 表明根际土壤
中细菌群落与所种植作物有着密切关系。在 T1 和
T2 处理中 , 大豆的参与度较高 , 因此两者更为相
似。T1-0 同 T1-50、T1-100 的相似度分别为 72.6、
48.4, T1-50 同 T1-100 的相似度为 50.6; T2-0 同
T2-50、T2-100的相似度分别为 62.9、52.1, T2-50同
T2-100 的相似度为 62.8; T3-0 同 T3-50、T3-100 的
相似度分别为 66.1、60.0, T3-50同 T3-100的相似度
为 69.7, 表明不同土壤均表现出低施氮处理与不施
氮处理更为相似, 氮肥的影响随其量的增加而逐渐
加强, 高氮肥处理与不施氮处理差别较大。
2.3 细菌 DGGE条带测序及系统发育分析
从DGGE图谱中挑取了 15个条带, 利用去除GC
夹子的引物重新 PCR 扩增, 克隆后测序, 序列长度
在 169~194 bp 之间。利用 Blast 软件将测序得到的
基因序列与 GenBank 数据库进行序列比对, 获取近
似菌株的 16S rDNA序列。其中有 5个克隆(band5、
band7、band8、band10和 band16)序列同不可培养的
细菌较为相似, 相似性在 98%~100%之间; 其他克隆
均与可培养的细菌具有较高的相似性 , 相似性在
93%~100%之间 (表 3)。利用 Mega5.1 中邻接法
(Neighbor-Joining)将挑取的 15个克隆序列与 15个相
近菌株序列建立16S rDNA系统发育树如图3所示, 共
分为三大门类, 即酸杆菌门、变形菌门和厚壁菌门。

表 2 不同处理的戴斯系数
Table 2 Dice coefficient of different treatments (%)
T1-0 T1-50 T1-100 T2-0 T2-50 T2-100 T3-0 T3-50 T3-100
T1-0 100
T1-50 72.6 100
T1-100 48.4 50.6 100
T2-0 53.6 66.8 49.2 100
T2-50 54.9 54.6 56.4 62.9 100
T2-100 59.0 57.6 68.2 52.1 62.8 100
T3-0 50.8 47.8 72.0 57.4 59.9 64.1 100
T3-50 58.0 56.1 63.0 61.9 73.7 70.3 66.1 100
T3-100 43.3 40.0 55.2 50.0 57.2 55.7 60.0 69.7 100
T1: 大豆-大豆-大豆连作; T2: 大豆-玉米-大豆轮作; T3: 玉米-玉米-大豆轮作。3个施氮水平为 0、50和 100 kg hm−2。
T1: soybean-soybean-soybean continuous cropping; T2: soybean-maize-soybean rotation; T3: maize-maize-soybean rotation. Three
leaves of N are 0, 50, and 100 kg hm−2.
2020 作 物 学 报 第 39卷


表 3 测序结果
Table 3 Results of sequencing
条带
Band
登录号
Accession number
同源性
Identity (%)
最相近序列
Most closely related bacterial sequence
1 JQ309130 99 Bacteria; Acidobacteria; Acidobacteriales; Acidobacteriaceae; Blastocatella
2 GU187032 98 Bacteria; Acidobacteria
3 AF089859 98 Bacteria; Proteobacteria; Betaproteobacteria; Burkholderiales; Aquabacterium
4 — — —
5 GU082863 98 Bacteria; environmental samples
6 HM107183 100 Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria
7 JQ383517 99 Bacteria; environmental samples
8 JQ376513 99 Bacteria; environmental samples
9 AB561884 93 Bacteria; Acidobacteria; Acidobacteriales; Acidobacteriaceae; Acidopila
10 HM125319 100 Bacteria; environmental samples
11 JX840376 100 Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Sphingomonadales; Sphingomonadaceae;
Sphingomonas
12 AB740352 100 Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus
13 AF498709 100 Bacteria; Acidobacteria; Acidobacteriales; Acidobacteriaceae
14 — — —
15 AF315406 99 Bacteria; Acidobacteria; Acidobacteriales; Acidobacteriaceae; Acidobacterium
16 FN567005 99 Bacteria; environmental samples
17 JX412364 100 Bacteria; Acidobacteria; Acidobacteriales; Acidobacteriaceae


图 3 采用 N-J法建立系统发育树
Fig. 3 Phylogenetic of 16S rDNA sequences by Neighbor-joining method
第 11期 周 岚等: 玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响 2021


酸杆菌和变形菌广泛分布于作物根际及自然界
土壤中, 是土壤菌群结构的两大重要类群[14]。由图 4
可知, 样品中细菌多属于酸杆菌门和变形菌门, 分别
占总量的 58%~75%和 19%~38%; 厚壁菌门所占比例
较少, 甚至在连作大豆根际土壤不施氮和施氮 50 kg
hm−2处理中未被发现。在两种轮作土壤中不同施氮水
平下均有酸杆菌门、变形菌门、厚壁菌门分布。

图 4 不同处理细菌群落组成的比较
Fig. 4 Comparison of bacterial community in different
treatments
3 讨论
3.1 施氮水平对细菌群落的影响
随施氮水平的增加, 大豆连作、玉米-大豆轮作
I及玉米-大豆轮作 II土壤中细菌群落多样性、丰富
度均呈减少趋势, 与王光华等 [15]研究结果一致, 氮
肥减少了土壤中细菌群落多样性及丰富度。施氮量
50 kg hm–2 与不施氮处理细菌群落多样性及丰富度
差别较小, 而施氮量 100 kg hm–2明显降低了土壤细
菌群落多样性及丰富度。高氮处理(T1-100)下大豆连
作土壤细菌群落结构与低氮 (T1-50)、不施氮处理
(T1-0)具有较大差异; 施氮处理(T2-50、T2-100)的玉
米-大豆轮作 I 土壤细菌群落结构较为接近, 与不施
氮处理(T2-0)差别相对较大。细菌群落的多样性、丰
富度对外界响应较为一致, 但与细菌群落结构是否
改变并不统一。本研究中氮肥亦仅降低了玉米-大豆
轮作 II 土壤中细菌多样性及丰富度, 对其细菌群落
结构影响较小, 与时鹏等[16]研究结果一致。
3.2 轮作对细菌群落的影响
马春梅等 [17]研究显示, 相对于玉米, 大豆对微
生物的繁衍具有更好的促进作用。在不施氮和低氮
水平下, 细菌群落多样性及丰富度依次为大豆连作
土壤>玉米-大豆轮作 I土壤>玉米-大豆轮作 II土壤。
与玉米-大豆轮作 II 土壤相比, 玉米-大豆轮作 I 土
壤细菌群落与大豆连作土壤相似度更高。这可能与
大豆根际细菌群落更为丰富有关。在高氮水平下 ,
玉米-大豆轮作 I 土壤细菌多样性及丰富度最高, 表
明大豆-玉米隔年轮作可减缓高氮肥对作物根际细
菌的影响; 相对于大豆连作和玉米-大豆轮作 II 土壤,
玉米-大豆轮作 I 提高了细菌群落多样性及丰富度,
与吴凤芝等[18]和姚钦[19]研究结果一致。轮作 II土壤
中在不同施氮水平下细菌群落结构最为稳定。经条
带回收测序发现, 3种种植方式大豆根际土壤中包含
酸杆菌门、变形菌门和厚壁菌门三大门类菌群, 其
中酸杆菌门和变形菌门细菌所占比例较大, 与张丽
等[20]对农田细菌群落组成的研究结果类似。
4 结论
高氮肥处理明显降低了大豆连作及玉米-大豆
轮作 II土壤细菌多样性、丰富度, 而玉米-大豆轮作
I 减缓了高氮处理对细菌丰富度和多样性带来的影
响; 氮肥对细菌群落的影响随施氮量增加逐渐增强,
高施氮量(100 kg hm−2)与不施氮处理差别最大。高氮
处理明显影响了大豆连作和轮作 I 土壤细菌群落结
构, 但对轮作 II 土壤细菌群落结构影响相对较小。
不同处理细菌群落的均匀度基本无差异。3种土壤中
主要包含酸杆菌门、变形菌门和厚壁菌门细菌, 且
前两门细菌占主导地位。
References
[1] Bu H-Z(卜洪震), Wang L-H(王丽宏), Xiao X-P(肖小平), Yang
G-L(杨光立), Hu Y-G(胡跃高), Zeng Z-H(曾昭海). Diversity of
microbial community of paddy soil types in double-rice cropping
system. Acta Agron Sin (作物学报), 2010, 36(5): 826−832 (in
Chinese with English abstract)
[2] Liu X-J(刘新晶), Xu Y-L(许艳丽), Li C-J(李春杰), Meng
Q-J(孟庆杰). Effect of soybean rotation system on the bacterial
physiological groups. Soybean Sci (大豆科学), 2007, 26(5):
723-727 (in Chinese with English abstract)
[3] Gu Y(谷岩), Qu Q(邱强), Wang Z-M(王振民), Chen X-F(陈喜
凤), Wu C-S(吴春胜). Effects of soybean continuous cropping on
microbial and soil enzymes in soybean rhizosphere. Sci Agric Sin
(中国农业科学), 2012, 45(19): 3955–3964 (in Chinese with
English abstract)
[4] Brock T D. The study of microorganisms in situ: progress and
problems. Symp Soc Gen Microbiol, 1987, 41: 1–17
[5] Muyzer G, Waal E C, Uitterlinden A G. Profiling of complex
microbial populations by denaturing gradient gel electrophoresis
analysis of polymerase chain reaction amplified genes coding for
16S rRNA. Appl Environ Microbiol, 1993, 59: 695–700
[6] Li Z-Z(李梓正), Zhu L-B(朱立博), Lin Y-C(林叶春), Hu
Y-G(胡跃高), Zeng Z-H(曾昭海). Seasonal variation of soil
2022 作 物 学 报 第 39卷


bacterial community under different degrees of degradation of
Hulunbuir grassland. Acta Ecol Sin (生态学报), 2010, 30(11):
2883–2889 (in Chinese with English abstract)
[7] Qiao Y J, Li Z Z, Wang X, Zhu B, Hu Y G, Zeng Z H. Effect of
legume-cereal mixtures on the diversity of bacterial communities
in the rhizosphere. Plant Soil Environ, 2012, 58: 174–180
[8] Liu E-K(刘恩科), Zhao B-Q(赵秉强), Li X-Y(李秀英), Jiang
R-B(姜瑞波). Microbial C and N biomass and soil community
analysis using DGGE of 16SrDNA V3 fragment PCR products un-
der different long-term fertilization systems. Acta Ecol Sin (生态学
报), 2007, 27(3): 1079–1085 (in Chinese with English abstract)
[9] Stella A E, Max D C. Effect of soybean plant populations in a
soybean and maize rotation. Agron J, 2001, 93: 396–403
[10] Xing H-Q(邢会琴), Xiao Z-W(肖占文), Yan J-Z(闫吉智), Ma
J-C(马建仓), Meng Y(孟嫣). Effects of continuous cropping of
maize on soil microbes and main soil nutrients. Pratacult Sci (草业
科学), 2011, 28(10): 1777–1780 (in Chinese with English abstract)
[11] Xu Y-L(许艳丽), Liu X-B(刘晓冰), Han X-Z(韩晓增), Li
Z-L(李兆林), Wang S-Y(王守宇), He X-Y(何喜云). Effect of
soybean continuous cropping on its growth and production. Sci
Agric Sin (中国农业科学), 1999, 32(suppl): 64–68 (in Chinese
with English abstract)
[12] Xue Q-X(薛庆喜), Yang S-P(杨思平), Zhang Y-C(张玉春),
Gong X-K(宫学凯), Yang J(杨军), Chen L(陈良). Effects of dif-
ferent crop stubbles on yield and agronomic characters of con-
tinuous cropping soybean. Soybean Sci (大豆科学), 2009, 28(21):
72–75 (in Chinese with English abstract)
[13] Liu J-B(刘金波), Xu Y-L(许艳丽). Current research of soil mi-
crobial of successive soybean cropping in China. Chin J Oil Crop
Sci (中国油料作物学报), 2008, 30(1): 132–136 (in Chinese with
English abstract)
[14] Janssen P H. Identifying the dominant soil bacterial taxa in li-
braries of 16S rRNA and 16S rRNA genes. Appl Environ Micro-
biol, 2006, 72: 1719–1728
[15] Wang G-H(王光华), Liu J-J(刘俊杰), Qi X-N(齐晓宁), Jin J(金
剑), Wang Y(王洋), Liu X-B(刘晓冰). Effects of fertilization on
bacterial community structure and function in a black soil of De-
hui region estimated by Biolog and PCR-DGGE methods. Acta
Ecol Sin (生态学报), 2008, 28(1): 220–206 (in Chinese with
English abstract)
[16] Shi P(时鹏), Gao Q(高强), Wang S-P(王淑平), Zhang Y(张妍).
Effects of continuous cropping of corn and fertilization on soil
microbial community functional diversity. Acta Ecol Sin (生态
学报), 2010, 30(22): 6173–6182 (in Chinese with English ab-
stract)
[17] Ma C-M(马春梅 ), Tang Y-Z(唐远征 ), Ji S-N(季尚宁 ).
Long-term crop rotation research—The dynamics investigation of
microorganisms around crop rhizosphere during growing season
(1). J Northeast Agric Univ (东北农业大学学报), 2004, 35(2):
129–134 (in Chinese with English abstract)
[18] Wu F-Z(吴凤芝), Wang X-Z(王学征). Effect of soybean-cucumber
and wheat-cucumber rotation on soil microbial communits spe-
cies diversity. Acta Hortic Sin (园艺学报 ), 2007, 34(6):
1543–1546 (in Chinese with English abstract)
[19] Yao Q(姚钦). Microorganism Diversity of Mollisols in Different
Rotation Systems. MS Theses of Northeast Forestry University,
2012 (in Chinese with English abstract)
[20] Zhang L(张丽), Yan Q(闫倩), Wang B-L(王保莉), Qu D(曲
东). Changes in bacteria diversity of coastal saline soils under
different land use patterns. Acta Agric Boreali-Occident Sin
(西北农业学报 ), 2011, 20(8): 163–167 (in Chinese with
English abstract)