Непрерывное выращивание табака вызывает изменения химических свойств почвы и структуры бактериальной сети

Непрерывное выращивание одной и той же культуры приводит к деградации земель; это явление также называют препятствием, связанным с непрерывным выращиванием. В настоящей работе исследовали влияние длительного непрерывного выращивания табака на биохимические свойства почвы и бактериальные сети в горных районах Китая. Были отобраны образцы почвы на двух различных участках: на одном табак непрерывно выращивали в течение 25 лет, а на другом применяли севооборот с участием табака. Определяли химические и биологические свойства почвы, включая содержание доступных фосфора и калия, органического вещества почвы, pH, щёлочногидролизуемого азота и микроэлементов, а также активность уреазы, каталазы, инвертазы и фосфатазы и агрономические характеристики табака. Бактериальные сообщества в двух типах почвы секвенировали методом метабаркодинга 16S рибосомной РНК, после чего проводили сетевой анализ. Непрерывное выращивание отрицательно влияло на химические свойства почвы и агрономические характеристики табака; при этом сеть в варианте с непрерывным выращиванием была менее сложной и характеризовалась меньшим числом модулей, узлов и связей, чем сеть в варианте с прерывистым выращиванием. При непрерывном выращивании отмечалось меньше генералистов — ключевых видов, соединяющих элементы сети, — чем при прерывистом выращивании. Кроме того, таксономический состав бактериальной сети различался между двумя вариантами. В сети при непрерывном выращивании 40% узлов имели отрицательные взаимодействия, что указывает на более выраженную конкуренцию или антагонизм между бактериальными видами. Сделан вывод, что непрерывное выращивание оказывает неблагоприятное воздействие на химические свойства почвы, а свойства бактериальной сети в этих условиях более чувствительны к почвенным переменным, вследствие чего сеть становится менее стабильной и эффективной; это связано с меньшим числом бактериальных видов, взаимодействующих друг с другом, вероятно из-за ограниченной доступности питательных веществ или избыточного содержания токсичных элементов.