黄瓜重茬连作土壤微生物菌群对生长的影响

目前农民受到种植习惯以及对效益追求的影响,作物种植种类较单一,但随着种植年限的延长,连作障碍现象已严重制约了蔬菜产业的可持续发展。

目前,土壤微生物被认为是连作障碍的主要影响因子，研究发现,连作及轮作种植模式改变了土壤微生物群落结构与丰度,且在轮作种植模式下提高了作物产量。但连作及轮作种植模式下不同微生物菌群对作物生长的反馈作用尚不清楚。 为此,本试验在已有研究的基础上,研究了连作及轮作土壤微生物菌群对黄瓜生长的反馈作用,利用Miseq测序技术研究了连作及轮作土壤微生物菌群对黄瓜土壤细菌、真菌菌群群落结构的影响,利用q PCR技术分析了连作及轮作土壤微生物菌群对黄瓜土壤中的功能微生物菌群假单胞菌、芽孢杆菌的菌群丰度。探讨土壤微生物菌群的变化是否在黄瓜幼苗生长中起作用。

所得主要结果如下:

(1)与连作土壤相比,轮作土壤细菌提高了酸杆菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、酸杆菌纲、δ-变形菌纲、鞘脂杆菌纲、鞘脂杆菌目、黏球菌目、假单胞菌目、假单胞菌科、假单胞菌属的丰度,降低了放线菌门、放线菌纲、γ-变形菌纲、α-变形菌纲、梭菌纲、芽单胞菌纲、梭菌科、链霉菌属的丰度。与连作土壤相比,轮作土壤真菌降低了子囊菌门、座囊菌纲、粪壳菌纲、煤炱目、肉座菌目、粪壳菌目的丰度,提高了盘菌纲、盘菌目、散囊菌纲、伞菌目、粪锈伞科的丰度。

(2)土壤灭菌试验结果表明,轮作与连作中黄瓜幼苗的全株、地上部、地下部鲜干重、总叶面积和总叶绿素含量产生差异的量大于灭菌轮作与灭菌连作产生差异的量。说明轮作与连作土壤中影响黄瓜生长的主要因素是土壤微生物。

(3)植物-土壤反馈试验结果表明,取样各个时期,接种轮作及连作土壤处理的黄瓜幼苗全株、地上部、地下部鲜干重、土壤脱氢酶、蔗糖酶、中性磷酸酶、脲酶活性均高于接种灭菌连作及轮作土壤处理,10 d时,接种轮作土壤处理的黄瓜幼苗全株、地上部鲜干重、土壤蔗糖酶活性均高于接种连作土壤处理,说明在黄瓜生长前期连作及轮作土壤微生物菌群促进了黄瓜生长,表现为正反馈作用,且轮作土壤微生物菌群正反馈作用大于连作土壤微生物菌群。

(4)qPCR结果表明,接种连作及轮作土壤微生物菌群后,黄瓜土壤的细菌、真菌、假单胞菌及芽孢杆菌的数量均发生了显著变化。接种连作及轮作土壤处理增加了土壤中细菌、真菌、假单胞菌及芽孢杆菌的数量,处理后的各时期,与接种连作土壤相比,接种轮作土壤处理的假单胞菌数量高于接种连作土壤处理。接种轮作土壤处理的