苏云金芽孢杆菌的叶面施用可调节茶园土壤的物理化学性质及微生物生态功能

《Microbial Ecology》：Foliar Application of Bacillus thuringiensis Regulates Soil Physicochemical Properties and Microbial Ecological Functions in Tea Plantations

　　

摘要

苏云金芽孢杆菌（Bt）被广泛用作茶园中防治害虫的生物控制剂，但其对土壤健康和微生物生态的影响仍需进一步研究。本研究探讨了两种不同的Bt施用方式——适度频率的传统Bt施用（Bt1，21天内喷施3次）和高频率密集施用（Bt2，42天内喷施6次）——对茶园土壤的物理化学性质、酶活性以及微生物群落结构和功能的影响。适度频率的传统Bt1通过增加有机质、有效氮和钾含量，显著提升了土壤养分状况，同时提高了酸性蛋白酶、蔗糖酶和纤维素酶的活性；而Bt2虽然使脲酶和多酚氧化酶的活性达到最高，但未能像Bt1那样有效提升土壤中的有效养分和有机质含量。尽管两种Bt处理均未导致微生物α多样性指数出现显著变化，但微生物群落组成存在明显差异。Bt1增加了与固氮和有机质降解相关的有益菌类，如假单胞菌、慢生根瘤菌和鞘氨醇单胞菌，同时显著抑制了曲霉菌和弯孢菌等病原真菌的生长；而Bt2则使鞘氨醇单胞菌的丰度减少了18.29%，且有益细菌的增加程度有限。功能预测显示，Bt1能够加速微生物对碳的降解和氮的循环，增加腐生菌和共生菌的数量，同时将植物病原菌的数量减少85.78%；而两种Bt处理都会增加腐生菌的数量，但Bt2仅能将病原菌数量减少11.84%。共现网络分析表明，Bt1处理下微生物间的相互作用和群落稳定性得到提升，而过度的高频率Bt2处理则降低了网络连通性和稳定性，其效果低于对照组和Bt1处理组。这些结果表明，适度频率的传统Bt施用能够积极调节土壤微生物群落和生态系统功能，为茶园可持续害虫管理和土壤健康维护提供了重要参考。