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马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球最大的非谷类作物，是继水稻（Oryza sativa L.）、小麦 （Triticum aestivum L.）和玉米（Zea mays L.）之后的第四大粮食作物[1]。甘肃马铃薯种植区土层深厚、土壤疏松、土质洁净，雨水、光热资源季节性分配与马铃薯生长期高度吻合，马铃薯绿色安全、营养丰富，是我国马铃薯生产的主要基地[2]。良好的微生物环境是培育高产优质马铃薯的必要条件。然而，传统优势马铃薯种植区的土壤微生态已经恶化，土壤生态退化已成为制约马铃薯产业发展的瓶颈，如何改善土壤环境、减缓马铃薯种植障碍，是当前我国马铃薯种植区亟待解决的重大科学与技术问题。
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土壤微生物是地球上最丰富多样的生命形式[3-4]，是影响土壤有机碳、营养元素转化及土壤质量的关键因素，可直接参与自然界物质分解和养分循环过程，其多样性受营养供给的限制，并且与施肥密切相关[5-6]。化肥等农业生产活动会显著影响土壤微生物群落结构和生化过程，对土壤质量具有重要影响[7-8]。根际土壤是元素化学循环最活跃的区域，根际土壤微生物群落的组成特征与作物生长状况和植物抗病能力密切相关[9-11]。国外学者研究发现，可交换性阳离子浓度显著地影响着土壤微生物的群落结构与功能[12-13]。Dick[14]研究锌等微量元素可作为作物生长的辅助因子或激活剂，在一定浓度下可提高某些酶的活性，从而改变土壤微生物群落结构和生物量。施用锌肥通过平衡土壤养分、改变土壤微生物群落结构及功能多样性，进而影响其代谢水平，促进养分的平衡吸收，提高作物产量，也是提高作物体内锌含量的有效手段[15-16]。
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锌是植物所需的一种微量元素，对植物的生长发育、功能、酶类结构、光合作用等具有十分重要的作用[17]。我国数百万公顷的农田存在土壤缺锌的问题，同时，由于马铃薯的长期栽培，其种植区土壤中的营养物质消耗殆尽。生产过程中只注重氮肥等大量元素的使用，而忽视了锌等微量元素的补充，导致马铃薯种植区土壤中矿质元素含量偏高，微量元素供应受阻[18]。有研究表明，施锌肥能有效地减轻作物对锌的抗性，并能调整因长期连作而引起的土壤生态障碍[18]，有利于农作物的生长，从而增加农作物的产量并提高其品质[19]，因此，充足的锌是保证农作物产量和品质的关键[20]。当前关于马铃薯施锌影响土壤与锌相关微生物丰度、生物量和群落结构的研究较少。本研究拟以 Illumina Mi-seq 为基础，采用二代高通量测序技术对马铃薯根际土壤中的微生物进行初步研究与分析，为进一步精准定位马铃薯的锌肥用量，改善土壤微生态环境奠定基础。
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1 材料与方法
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1.1 试验区概况
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试验区设在甘肃省定西市安定区宁远镇红土村甘肃省农业科学院马铃薯研究所试验基地 （35°26′703″N，104°50′791″E），海拔 1977 m，属中温带偏旱区，年均太阳辐射 592.45 kJ·cm-2，日照时数 2480 h，积温 2239.1℃；无霜期 140 d。年平均降水量 390 mm，年蒸发量 1530 mm，干燥度 2.53，80% 保证率的降水为 365 mm，变异系数为 24.3%，是典型的黄土高原半干旱雨养农业区，一年一熟。土壤为黄绵土，土质绵软、深厚，质地均匀，贮水性能良好，试验地前 5 年连续种植马铃薯。
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1.2 试验设计
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试验于 2022 年 5 月在连续 5 年种植马铃薯的农田中进行，共设 3 个处理：（1）基施 ZnSO4· 7H2O 0 kg·hm-2（对照，CK）；（2）基施 ZnSO4·7H2O 30 kg·hm-2；（3）基施 ZnSO4·7H2O 60 kg·hm-2。各处理 3 次重复，随机区组排列，小区长 5 m，宽4.2 m，面积 21 m2。以甘肃省农业科学院马铃薯研究所的陇薯 14 号为种植材料，行距 60.00 cm，株距 33.00 cm，密度 50500 株·hm-2，施肥参照当地标准，施 N 150 kg·hm-2、P2O5 120 kg·hm-2、K2O 75 kg·hm-2、农家肥 37500 kg·hm-2，各处理 ZnSO4·7H2O 和基肥混合施用。
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1.3 样品采集与理化性质测定
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1.3.1 样品采集
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在马铃薯现蕾期取土样，每个小区中各随机采集 5 个植株的根际土壤，使用抖根法，首先，轻轻抖落大块不含根系的非根际土壤，再轻轻剥离根系表面附着的土壤，即获得根际土壤，存放于干冰泡沫盒内，并立即送至实验室。将土样分为两份，一份在-80℃冷冻储存用于提取土壤 DNA 总量，另一份在 4℃储存用于分析土壤理化性质和土壤酶活性。
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1.3.2 测定项目及方法
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采用《土壤农化分析》[21]中的重铬酸钾氧化-外加热法、半微量凯氏法、火焰原子吸收分光光度法、碱解扩散吸收法、0.5 mol·L-1 碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法、电极法分别测定土壤有机质、总氮、全锌和有效锌、碱解氮、有效磷含量及土壤 pH。
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1.4 土壤微生物高通量测序
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使用 DN-easy Power Soil Kit（QIAGEN，Inc.， Netherlands） 从 0.5 g 土壤中提取 DNA，并在-80℃中储存。同时采用 Nanodrop 对 DNA 进行定量，并通过 1.2% 琼脂糖凝胶电泳检测 DNA 提取质量。选取与锌相关微生物的扩增引物，其中上游引物 czcA-F（5′-TCGACGGBGCCGT GGTSMTBGTCGAGAA-3′）和下游引物 czcA-R （5′-GTVAWSGCCAKCGGVBGGAACA-3′）[22]。 PCR 组件包含 5 μL Q5 反应缓冲（5×），5μL Q5 高保真气相色谱缓冲（5×），0.25 μL Q5 高保真 DNA 聚合酶（5 U·μL-1），2 μL（2.5 mm） dNTPs，1 μL（10 mm）的正向和反向引物，2 μL DNA 模板，和 8.75 μL ddH2O。PCR 反应条件：热循环包括在 98℃下初始变性 2 min，然后是 25 个循环，包括在 98℃下变性 15 s，在 55℃下退火 30 s，在 72℃下延长 30 s，最后在 72℃下延长 5 min。在 PCR 扩增过程中使用了全式金公司生产的 Pfu 高质量的 DNA 聚合酶，并且对扩增周期进行了严格的控制，使得每次的扩增周期都是最小的。使用 TruSeq Nano DNA LT Library Prep Kit 库预处理芯片制备序列文库，借助陕西艾睿生物科技有限公司高通量测序平台 （Illumina Novaseq PE250）测序。
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1.5 数据处理
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采用 SPSS 26.0、DPS 9.01 和 Excel 2019 对土壤微生物群落组成数据进行分析处理，差异显著性分析利用单因素分析（ANOVA）和多重比较（Dunn-Sidak 法）。土壤微生物群落组成及其多样性分析借助陕西艾睿生物科技有限公司 Illumina Novaseq PE 250 平台进行。使用 Origin 2022 作图，并利用 Adobe Illustrator 2022 对图形进行修整。
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2 结果与分析
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2.1 不同锌肥施用量对马铃薯土壤理化性质的影响
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全氮、有效锌和 pH 各处理间均无显著差异； 土壤有机质、有效锌、全锌含量随着基施锌肥量的增加呈现增加的趋势（表1）。基施锌肥 60 kg·hm-2 的土壤有机质、全锌含量显著增加（P<0.05）；有效磷和碱解氮随着基施锌肥含量的增加呈先降低后上升的趋势，其中施锌 30 kg·hm-2 达到最低值，且差异显著（P<0.05）。
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注：数据为平均值 ± 标准差（n=3）；同列不同小写字母表示不同处理间差异显著（P<0.05）。下同。
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2.2 不同锌肥施用量对马铃薯根际土壤微生物多样性的影响
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对马铃薯根际土壤微生物群落进行 Alpha 多样性指数分析，结果表明，不同锌肥施用量对马铃薯根际土壤微生物菌群种的数量有显著影响 （ 图1）。相比于 CK，基施锌肥对显著降低 （P<0.05）马铃薯根际土壤微生物菌群 Chao1 指数（图1A）、观测的特征数（图1B）和 Pielou_e 指数（图1E）。施锌量在 30 和 60 kg·hm-2 之间无明显差异，CK 与 30 kg·hm-2 间差异不显著，与 60 kg·hm-2 间差异显著（P<0.05），表明锌肥施用量的增加使根际土壤微生物群落种的数量减少、多样性降低；施锌 30 和 60 kg·hm-2 的土壤微生物 Simpson 指数（图1C）分别比 CK 低 1.72% 和 0.57%，Shannon 指数（ 图1D）分别比 CK 低 38.26% 和 66.5%，且差异不显著。微生物覆盖率 （图1F）表示各样本文库的覆盖度，数值越高，表明样品中没有被测出的概率越低。CK 和施锌 30、 60 kg·hm-2 的根际土壤的文库覆盖度平均值分别达到 99.29%、99.17% 和 99.16%，土壤微生物的测序序列条数达到 1054207 条，说明样本的取样合理，所得的微生物群落信息能够较好地代表真实环境中微生物的多样性。
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基于 OTU 水平对马铃薯根际土壤微生物群落的分布进行 NMDS 分析（ 图2），应力值 <0.2。结果表明，NMDS 分析具有良好的次序，能更精确地反应出样本点的实际分布情况。不施锌肥与施锌肥 30 kg·hm-2 的土壤样本点交叉分布，施锌肥 60 kg·hm-2 的土壤样本点单独分布。通过 Adonis 等方法发现，3 个处理的总群落中微生物群落组成具有显著差异（P<0.05）。
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基于 Bray-Curtis 距离的主成分（PCoA）分析研究马铃薯根际土壤群落组成（图3）。PCoA1 和 PCoA2 的样本组成差异解释度分别为 29.1% 和 17.0%，总解释度为 46.1%。观察各处理样本点间距可知，施锌 0 kg·hm-2 样本点距其他 2 个处理的样本点均较远，表明不施锌肥土壤与施锌土壤根际微生物群落的物种组成存在差异，且不同锌肥施用量对根际土壤微生物群落也存在一定差异。进一步采用基于距离矩阵的 Adonis 检验发现，不同处理土壤微生物群落存在显著差异。
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图1 不同锌肥施用量下马铃薯根际土壤微生物群落多样性指数
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注：图中数据为平均值 ± 标准差（n=3）；不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。图7 同。
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图2 不同锌肥施用量对马铃薯土壤微生物群落的非量度多维尺度分析（NMDS）
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注：NMDS 结果的应力值显示结果可靠（Stress<0.2）。
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图3 不同锌肥施用量对马铃薯根际土壤微生物群落主成分分析（PCoA）
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2.3 不同锌肥施用量对马铃薯根际土壤微生物群落组成的影响
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将 OTU 序列和菌群参照库进行比较，从而获得各 OTU 的分类学信息。根据施锌量的大小，在门、纲、目、科、属等分类水平分析和比较不同种类的土壤微生物在不同层次上的相对丰度，并绘制出菌群的相对丰度 >0.1% 分布柱状图（图4）。在门分类水平上（图4A），变形菌门（Proteobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）和放线菌门（Actinobacteria）为优势菌群。随着锌肥施用量从 0 kg·hm-2 增加到 60 kg·hm-2，变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度显著升高 11.43%，浮霉菌门和放线菌门相对丰度分别降低 1.78% 和 0.11%；在纲分类水平上 （ 图4B），β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、α-变形菌纲 （Alphaproteobacteria）为优势菌群，随着锌肥施用量从 0 kg·hm-2 增加到 60 kg·hm-2，β-变形菌纲的相对丰度显著升高 17.72%，γ-变形菌纲、α-变形菌纲相对丰度分别降低 4.24% 和 1.55%；在目分类水平上（图4C），伯克氏菌目（Burkholderiales）、柄杆菌目（Caulobacterales）、黄色单胞菌目（Xanthomonadales）、假单胞菌目（Pseudomonadales）为优势菌群，随着锌肥施用量从 0 kg·hm-2 增加到 60 kg·hm-2，伯克氏菌目和假单胞菌目的相对丰度显著升高，分别是 17.76% 和 1.13%。柄杆菌目、黄色单胞菌目相对丰度分别降低 0.73% 和 5.38%； 在科分类水平上（图4D）丛毛单胞菌科（Comamonadaceae）、柄杆菌科（Caulobacteraceae）、黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）、伯克氏菌科（Burkholderiaceae）、草酸杆菌科（Oxalobacteraceae）、假单胞菌科（Pseudomonadaceae）为优势菌群，随着锌肥施用量从 0 kg·hm-2 增加 60 kg·hm-2，丛毛单胞菌科、草酸杆菌科、假单胞菌科的相对丰度显著升高，分别是 16.75%、1.06% 和 1.13%。伯克氏菌科相对丰度先升高后降低，柄杆菌科、黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）相对丰度分别降低 0.73% 和 5.34%；在属分类水平上（图4E），相对丰度最高的菌群为贪食菌属（Variovorax），随着锌肥施用量从 0 kg·hm-2 增加到 60 kg·hm-2，贪食菌属的相对丰度显著升高 15.45%。
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图4 基施不同锌肥土壤微生物各分类水平菌群物种相对丰度
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2.4 不同锌肥施用量的 UPGMA 聚类分析
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利用 UPGMA 聚类对各土壤样本菌群进行亲缘关系分析，显示施锌土壤与 CK 土壤在土壤微生物菌群群落结构上的亲缘关系。结果表明，在较低的相似水平下，所有样品土壤微生物群落结构聚为两大簇，去除极个别样本外，一般来说，施锌肥样本单独聚成一簇，不施锌肥样本聚为另一簇 （图5）。
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2.5 不同锌肥施用量对马铃薯根际土壤微生物属水平的分类与分布
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在不同锌肥水平下，共检测到马铃薯根际土壤微生物的 210 个属，30 个微生物属的平均相对丰度超过 0.15%，并分析了 50 种丰度最高微生物菌属之间的差异（图6）。其中，20 个微生物菌属在不施锌肥的马铃薯农田土壤中相对丰度高于施锌马铃薯农田土壤；14 个微生物菌属在施锌 30 kg·hm-2 的马铃薯农田土壤中相对丰度高于不施锌肥和施锌 60 kg·hm-2 的马铃薯农田土壤；16 个微生物菌属在施锌 60 kg·hm-2 的马铃薯农田土壤中相对丰度高于不施锌肥和施锌 30 kg·hm-2 的马铃薯农田土壤。
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图5 土壤微生物菌群群落结构相似性聚类分析
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注：图中括号内数字表示重复的次数；对两个样本进行相似度分析，发现两个样本的分支长度较短，则两个样本的相似度较高。
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2.6 不同锌肥施用量对锌敏感微生物属之间相关丰度的比较
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在不同的锌肥施用水平下，柄杆菌属（Caulobacter）、甲基养菌属（Methylibium）、大豆根瘤菌属（Bradyrhizobium）、厌氧菌属（Anaeromyxobacter）和吉梅西亚属（Gimesia）随着锌肥施用量的增加，其相对丰度显著降低（P<0.05）（图7A）；孤岛杆菌属（Dokdonella）、苯基杆菌属 （Phenylobacterium）、松江菌属（Mitsuaria）、鞘脂菌属（Sphingobium）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）随着锌肥施用量的增加，其相对丰度呈先升高后降低的趋势，且差异显著（P<0.05）（图7B）； 野生黄单胞菌（Xanthomonas campestris） 是一种在系统发育上与寡养单胞菌属密切相关的物种，被用作植物病原控制，而寡养单胞菌属在马铃薯施锌土壤中属于拮抗菌，没有致病能力。贪食菌属和马赛菌属（Massilia）随着锌肥施用量的增加相对丰度显著升高（P<0.05）（图7C）。
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图6 不同锌肥施用量对马铃薯土壤微生物群落影响的热图
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注：红色方块表示本属在同一样品中比其他样品的丰度高，蓝色方块表示本属在同一样品中比其他样品的丰度低； 蓝色到红色表示-1～1 微生物属丰度的变化；标准化方法为 Z-score 标准化。
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图7 不同锌肥施用量下锌敏感微生物属的相对丰度
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2.7 不同锌肥施用量对马铃薯产量及组成的影响
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相比于 CK，基施锌肥可显著降低旱作区马铃薯的发病机率，受污染马铃薯的质量也有所提高，在施用锌肥 30 kg·hm-2 时，病害薯块的数量和重量占比均达最低，病害薯块的数量占比为 1.24%，病害薯块重量占比为 2.06%。但随着锌肥基础用量从 30 kg·hm-2 提高至 60 kg·hm-2，发病马铃薯的数量、重量所占的比例均明显上升。基施锌肥可明显提高旱作区马铃薯商品薯率，但在施用锌肥后，马铃薯商品薯数量和重量占比明显上升，且在施用锌肥 30 kg·hm-2 时接近峰值。但随着基肥用量从 30 kg·hm-2 提高至 60 kg·hm-2，马铃薯的产量、质量所占的比重均有下降的趋势，且差异显著（P<0.05）（表2）。
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在旱作区种植的马铃薯中，施锌肥可明显增加其经济产量，其中，基施锌肥为 30 kg·hm-2 时旱作区马铃薯经济产量达到最高值，为 38383.52 kg·hm-2，随着基施锌肥从 30 kg·hm-2 提高到 60 kg·hm-2 时，旱作区马铃薯的经济产量有降低趋势，但差异不显著（表2）。
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3 讨论
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3.1 不同锌肥施用量在门水平对土壤微生物群落结构的影响
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本研究发现，在马铃薯种植区分别通过基施 ZnSO4·7H2O 0、30 和 60 kg·hm-2 来改变土壤中有效锌含量和根际土壤微生物群落的动态，可明显减轻土壤屏障，降低根腐病的发生率，促进马铃薯生长，提高其产量。有效锌含量对区分样品在门分类水平有重要影响，在根际植物土壤中，放线菌种类和数量比较高，相对丰度为 6.05%～45.80%，这与很多研究结果相吻合[23-25]。何玉实等[26]对鄂尔多斯高原滩涂的湿地土壤微生物研究中发现，变形菌门是滩涂湿地土壤中相对丰度最高的门，与本研究结果具有一致性。不同的土壤中，由于其耐盐碱性强，一些变形菌门的细菌还能利用有机物分解后生成的氨气和甲烷完成代谢活动[27]。
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3.2 不同锌肥施用量在属水平对土壤微生物群落结构的影响
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在属水平，贪噬菌属相对丰度最高，属于丛毛单胞菌科，亲缘关系上接近酸菌属（Acidovorax），它可以降解包括一些污染物在内的很多有机物，对抗外来物种，且在自然环境中分布广泛[28]。同时贪食菌属在调节植物生长方面起着重要的作用，影响作物的生长和产量，是因为在贪食菌属基因组中有一个保守的生长素降解操纵子，它负责根生长抑制逆转，促进根际定植和生长。溶杆菌属（Lysobacter）与黄单胞菌属（Xanthomonas）亲缘关系较近，最初被误分为噬细胞菌属 （Cytophaga）、堆囊粘细菌属（Sorangium）或粘球菌（Myxobacter），但其实溶杆菌属在土壤中对根腐病菌（Rhizoctonia solani）等病原菌具有很强的抑制作用[29]。本研究中的溶杆菌属相对丰度也较高，对病原菌引起的病害有很强地抑制效果。相对丰度排在第二位的是浮霉菌门（图4A），能敏感指示生存环境的变化，是生存环境变化的敏感指示菌[30]。Zhou 等[31] 在 2018 年研究农田系统发现，浮霉菌门群落增加，可能和其参与反硝化作用有关，这为本研究发现浮霉菌门群落具有潜在的反硝化作用提供了间接证据。从图4A 中看出，随着基施锌含量的增加，浮霉菌门相对丰度减少，由此得出，基施锌肥对土壤中反硝化作用有抑制效果。张武先等[32] 研究显示，多数根瘤菌在低锌胁迫下可以生长，有良好的耐锌能力，根瘤菌属（Rhizobacter）属于共生固氮菌[33]。Alam 等[34] 研究发现，接种固氮菌可提高水稻产量，提高干物质含量和氮素积累。María 等[35] 认为接种非共生固氮螺菌（Azospirillumsp） 固氮螺菌属对小麦蛋白质、生物量、产量有显著提高作用。本研究结果显示，与 CK 相比，增加锌肥用量显著升高了根瘤菌属的丰度，这为马铃薯固氮和提高土壤肥力起到重要作用。有研究发现，土壤中的重金属在一定程度上会对土壤中的微生物群落组成造成影响，Kell 等[36]用 Biolog 平板计数法对锌污染下的土壤微生物群落进行了研究，结果表明，锌污染可导致土壤微生物群落结构与功能多样性发生变化，并导致土壤中可利用碳底物的微生物数目下降、对单一碳源的利用能力下降、微生物多样性下降。本研究结果也显示，过量的锌会降低土壤微生物活性，从而改变土壤微生物的群落结构，不利于农作物的生长。
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4 结论
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不同锌肥施用量会导致土壤中微生物群落的丰富度、多样性和结构发生改变。适量施用锌肥对马铃薯根际土壤微生物的活性数量有促进作用。本研究显示，优势门为变形菌门和浮霉菌门，优势属为贪噬菌属和柄杆菌属。过多的锌肥会打破土壤中的动态平衡，影响其生物学活性，过高的锌浓度会使微生物群落结构下降。本研究表明，随着基施锌肥含量的增加，显著降低了马铃薯根际土壤中微生物的多样性，同时也导致了根际土壤微生物群落结构的变化。
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摘要
为研究基施锌肥对旱地马铃薯根际与锌相关土壤微生物群落结构的影响，针对不同锌肥施用量，设置基施 ZnSO4·7H2O 0 kg·hm-2（对照）、30 kg·hm-2 和 60 kg·hm-2 共 3 个浓度处理。各处理采用 Illumina Mi-Seq 测序研究锌肥在不同施肥水平下对马铃薯根际土壤微生物数量及群落组成的影响。得到了 1054207 个有效序列，主要隶属于 14 门、22 纲、56 目、94 科、210 属，在门水平上，变形菌门（Proteobacteria）和浮霉菌门（Planctomycetes）为主要优势类群；属水平以贪噬菌属（Variovorax）和柄杆菌属（Caulobacter）为优势属。随着基施锌肥含量（0 ～ 60 kg·hm-2）的增加，贪噬菌属的相对丰度显著提高 15.45%，假单胞菌属（Pseudomonas）和马赛菌属（Massilia）的相对丰度差异不显著，只提高 1.12% 和 1.08%，黄单胞菌属（Xanthomonas）和溶杆菌属（Lysobacteria）的相对丰度显著降低 4.09% 和 1.19%；同时微生物菌群数和 Chao1 指数显著下降，不施锌肥马铃薯根际土壤微生物菌群数最多，施锌 60 kg·hm-2 土壤微生物菌群数最少；土壤微生物群落结构相似度在较低水平上分为两类，施锌肥样本单独聚成一组，不施锌肥样本聚为另一组，施锌土壤的微生物群落结构明显区别于不施锌肥土壤类型，基施锌肥 60 kg·hm-2 对土壤微生物菌群群落结构有较大的影响。适量施用锌肥对马铃薯根际土壤微生物的种类和数量有促进效应，但高剂量的锌肥对土壤中酶活性有很强的抑制作用，可破坏微生物种群，降低微生物活性，抑制微生物生长，进而影响土壤质量和马铃薯产量。该结果可为种植马铃薯合理施锌对土壤微生物多样性的研究提供一定的科学依据。
Abstract
To study the effect of zinc fertilizer basal application on the zinc-related soil microbial community structure of potato rhizosphere in dryland，three concentrations of ZnSO4·7H2O，namely 0（control），30 and 60 kg·hm-2 were set up for different levels of zinc fertilizer application．Illumina Mi-Seq sequencing was used to study the effects of zinc fertilizer on the number and community composition of microorganisms in potato rhizosphere soil under different fertilization levels． 1054207 valid sequences were obtained，which mainly belonged to 14 phyla，22 classes，56 orders，94 families，and 210 genera．At the phylum level，Proteobacteria and Planctomycotes were the main dominant groups；At the genus level， the dominant genera was Variovorax and Caulobacter．As the basal zinc fertilizer content（0-60 kg·hm-2）increased，the relative abundance of Variovorax significantly increased by 15.45% and the relative abundance of Pseudomonas and Massilia did not differ significantly，increasing by only 1.12% and 1.08%，respectively．At the same time，the number of microbial communities and Chao1 index significantly decreased，with the highest number of microbial communities in the rhizosphere soil of potatoes without zinc fertilizer，and the lowest number of microbial communities in the soil with zinc fertilizer of 60 kg·hm-2．The similarity of soil microbial community structure could be divided into two categories at a lower level．Samples treated with zinc fertilizer were clustered into a separate group，while samples treated without zinc fertilizer were clustered into another group．The microbial community structure of soil treated with zinc fertilizer was significantly different from that of soil without zinc fertilizer．Basal application of 60 kg·hm-2 zinc fertilizer had a significant impact on the microbial community structure of soil．Moderate application of zinc fertilizer had a promoting effect on the types and quantities of microorganisms in potato rhizosphere soil，but high doses of zinc fertilizer had a strong inhibitory effect on enzyme activity in the soil，which could destroy microbial populations，reduce microbial activity，inhibit microbial growth，and ultimately affect soil quality and potato yield．This result provided a scientific basis for the study of the effects of reasonable zinc application on soil microbial diversity in potato cultivation．
Keywords
potato ； zinc fertilizer ； production ； soil microbial community structure