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连作对草莓根际土壤指标及优势真菌的影响

更新时间:2009-03-28

草莓(Fragaria ananassa Duch)属蔷薇科草莓属多年生草本植物,具有丰富的营养成分及显著的经济效益,其色、香、味俱佳,被誉为“水果皇后”[1].近年来,由于土地资源缺乏、作物种植单一,草莓连作现象十分普遍.随着连作年限的延长,地下病虫害逐年严重,草莓长势变弱,产量减少及奇果率、烂果率增大,同时根系抗病力降低,严重制约草莓种植业可持续发展.宁德地区作为草莓主要生产区,据报道,2016年草莓产区减产40~50%.草莓连作已成为一个危害严重、亟待解决的生产性问题.

形成连作障碍的因素很多[2],而土壤微生态环境的好坏是一个关键因素,其种群结构失衡是导致土壤质量下降、作物减产的主要原因[3].因此要从根本上解决作物连作障碍难题,必须从根际微生态角度出发.土壤微生物数量及土壤酶活性是土壤质量的重要指标[4],同一种作物长期连作,必然造成土壤理化性质发生变化[5].草莓连作对土壤各因素的影响已有报道[6-7],但研究草莓连作土壤养分含量、酶活性、微生物数量及优势真菌的动态变化还未见报道.鉴于此,立足于宁德草莓生产基地,研究连作0a(未种植过)、1a、2a、5a、10a草莓根际土壤养分含量、微生物数量、酶活性及优势真菌的变化,旨在为减轻草莓连作障碍提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验草莓“法兰蒂”草莓.

1.1.2 试验地 本试验地点位于宁德市蕉城区六都村草莓示范基地.分别选用连作0a(未种植过)、1a、2a、5a、10a草莓地各3块,生产管理方式同邻近大田.

1.1.3 试验试剂与仪器 电子天平(德国Sartorius BT25S);PCR扩增仪(美国Biometra C-412);电泳仪(美国Bio-Rad Mini-PROTEAN 3);高速冷冻离心机(德国3-16KL);脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶测定试剂盒购于南京建成生物科技公司;真菌扩增引物由上海捷瑞生物工程有限公司合成;其他试剂均为国药分析纯.

1.2 试验方法

1.2.6 数据统计分析 试验数据采用Excel 2010和SPSS13统计软件进行统计分析.

1.2.2 土壤养分含量 土壤pH采用酸度计法;土壤有机质含量用重铬酸钾外加热法测定;土壤速效磷测定采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法;土壤速效钾测定采用乙酸铵浸提-原子吸收火焰光度计法;碱解氮测定采用扩散法测定.

1.2.3 土壤酶活性 土壤中脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性测定参照试剂盒说明书.

范坚强灭掉手中的烟丝,把头低下来,对着小孔说:“你不要白费力气了,老老实实地待着。”一杭绝望地坐在冰凉的地上,感觉自己正处于地心深处,他想象自己在这古墓一样的石屋里变成骷髅。我已经死了。他想,与世隔绝就等于死亡。当人们逐渐把你忘记,你也将忘记他们。那时,你与这个社会所建立起来的契约便自行解除。

1.2.4 土壤微生物数量 土壤中细菌、放线菌及真菌分离和数量测定采用稀释平板法[9].细菌用牛肉膏蛋白胨平板;真菌用马铃薯培养基(PDA)平板,临用前加入0.03%链霉素;放线菌用高氏一号琼脂平板.每处理重复3次,28℃培养,分别计数细菌、放线菌及真菌的菌落数.其中,每克样品的菌数(cfu·g-1)=同一个稀释度几次重复的菌落平均数×5×稀释倍数.

1.2.5 优势真菌的分离和鉴定 菌落数占总菌落数的比例10%以上的菌称之为优势菌,每个样品中最多的菌落数达不到此比例的,取菌落数最多的前两种作为该样品的优势菌[10].将分离到的优势真菌接种到PDA上,28℃ 培养5天后,描述菌落形状、大小、质地、颜色和隆起形状等,同时在光学显微镜下观察菌株孢子形态,参照有关资料进行形态学鉴定.提取优势真菌DNA,采用真菌核糖体18SrDNA的通用引物ITS1和ITS4进行PCR扩增.回收扩增产物,送上海捷瑞生物工程有限公司测序.测序结果在NCBI网站上用BLAST软件与GenBank核酸数据库中与相关种属的DNA序列进行同源性比较.

完善教师聘任制度当务之急就是完善教师劳动合同制度。其核心就是在学校与教师签订的聘任合同中,明确教师与学校两方的权利与义务并将双方置于同等地位。从法律上给予教师权利以相应的保障规范教师与学校之间的关系,必须给予教师相应的权利,保障完善制度的原因。

1.2.1 样品采集 在草莓盛果期采集地下5~20 cm耕层的土样,按照5点法分别选取长势均匀的草莓植株,轻微抖动根系,收集紧附于根系不易脱落的土壤,即为根际土壤[8].一部分土样用于土壤养分含量及酶活性测定,另一部分土样用于微生物分析.

2 结果分析

2.1 连作对草莓根际土壤养分的影响

[1]谭昌华,代汉萍,雷家军.世界草莓生产与贸易现状及发展趋势[J].上世界农业,2003,5:10-15.

1)需要在系统进行改进以及研究的过程中,需要在施工准备阶段保证管道的清洁度,通过吹扫的方式对系统中的各种管道进行清洁。为了进一步保证小管通流面积,可以通过氩弧打底的方式来对管道进行焊接。

 

表1 连作对草莓根际土壤养分含量的影响

  

注:*表示与对照组相比差异显著(p<0.05),**表示与对照相比差异极显著(p<0.01)

 

连作年限/a 0(对照)1 2 5 10 pH 8.08±0.02 8.09±0.03 8.11±0.03* 8.29±0.02* 8.41±0.05**有机质(g·kg-1) 20.01±1.03 20.32±0.53 20.82±1.43 23.59±1.23** 22.12±1.36*速效磷(mg·kg-1) 31.32±1.42 30.67±2.20 25.14±3.63* 20.80±1.12** 28.93±1.83速效钾(mg·kg-1) 113.15±24.16 110.94±16.75 106.31±21.74 94.7±10.17** 91.75±17.86**碱解氮(mg·kg-1) 164.13±21.64 158.75±18.17 150.34±15.87* 134.15±20.76** 103.47±15.76**项目

依据全国土壤养分分级标准(6级制),不同连作年限的草莓土壤有机质含量处于中等水平(3级),土壤速效钾含量处于高等(3级)或中等水平(4级,连作5a、10a的土壤),土壤有效磷含量处于高等水平(2级),说明当地农民比较重视磷、钾肥的施用.

其次,扩大团队外部协作,突破宗亲、血缘、亲缘等因素的限制,使团队协作精神更具开放性,与其它地方的商人广泛开展互动、交流与合作。闽商要发扬自己固有的开放性特征,充分利用海峡西岸经济区“以福建为主体,面对台湾,邻近港澳,北承长江三角洲,南接珠江三角洲,西连内陆,涵盖周边”的地理优势,合纵连横,努力推动区域经济合作,建立更广泛的社会关系和合作交流渠道。也要以世界性的眼光,兼容并蓄,在全世界范围内寻找合作伙伴,大力引进资金、技术和人才,充分利用社会各项资源。

2.2 连作对草莓根际土壤酶活性的影响

不同连作年限对草莓根际土壤酶活性的影响结果见图1.脲酶是土壤中最活跃的水解酶类之一,能促进土壤中尿素分子酰胺肽键的水解,生成的氨是植物氮素营养来源之一[12].由图1可以看出,脲酶活性随连作年限增长呈先下降后上升趋势,其连作5a时活性降为最低,与对照组差异达极显著水平(P<0.01).蔗糖酶反映土壤的熟化程度和肥力水平,其酶促作用产物直接关系到作物的生长[13].随着草莓种植年限的增加,呈先升高后降低的趋势,连作2a时蔗糖酶活性达到最高,连作5a和10a显著降低.土壤过氧化氢酶能破坏土壤生化反应中生成的H2O2,减轻对植物的危害[14],从图1看出,过氧化氢酶活性随连作年限的增长呈上升趋势,连作5a后呈现缓慢下降趋势,过氧化氢酶活性的降低说明土壤中氧化作用减弱,增加了对根系的毒害作用.

  

图1 连作对草莓根际土壤酶活性的影响

 

注:*表示与对照组相比差异显著(P<0.05),**表示与对照组相比差异极显著(P<0.01)

2.3 连作对草莓根际土壤微生物数量的影响

土壤微生物主要由细菌、真菌及放线菌组成,是土壤中活的有机体.由表2可知,随着连作年限的增加,草莓根际土壤细菌数量呈下降趋势,与对照组相比分别下降13.91%、29.96%、70.03%、55.44%.草莓根际土壤放线菌数量变化趋势同细菌,分别下降4.26%、59.14%、92.98%、65.24%.而真菌数量随连作年限(1~5a)的增加呈上升趋势,(5~10a)趋于平缓.此外,细菌、放线菌与真菌的数量之比开始随连作年限的增加而明显下降,连作5a后又小幅度上升.

 

表2 连作对草莓根际土壤微生物数量的影响

  

注:B/F表示细菌与真菌数量比,A/F表示放线菌与真菌数量比

 

连作年限(a)细菌/(×106cfu·g-1)放线菌/(×106cfu·g-1)真菌/(×104cfu·g-1) B/F/(×103) A/F/(×103)0(对照)8.91±0.21 3.28±0.06 7.56±0.34 1.18 0.43 1 7.67±0.31 3.14±0.11 7.78±0.43 0.99 0.40 2 6.24±0.10 1.34±0.04 12.64±0.61 0.49 0.11 5 2.67±0.11 0.53±0.05 13.58±0.24 0.20 0.04 10 3.17±0.09 1.14±0.01 13.51±0.35 0.24 0.09

2.4 连作草莓根际土壤优势真菌分类鉴定

真菌组成及其多样性与作物土传病害的发生密切相关[15].从不同连作年限草莓根际土壤中都分离到5株优势真菌,编号为F1、F2、F3、F4、F5,但5株菌株的优势地位在不同连作年限土壤中发生变化,如图2所示.5株优势菌株在PDA培养基上的菌落形态和菌体形态如表3所示,进一步用分子生物学方法鉴定,扩增获得的ITS序列长度为443-586bp,将测序结果在GenBank中进行BLAST比对,结合形态特征,确定菌株F1为胶孢炭疽菌 (C.gloeospo)、F2为尖孢镰刀菌 (Fusarium oxysporum)、F3为枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)、F4为微紫青霉 (Penicilliumjanthinellum)、F5为产紫青霉(Penicilliumpurpurogenum).

  

图2 不同连作年限草莓根际土壤优势真菌分布

 

表3 连作草莓根际土壤优势真菌菌落特征

  

菌 落 形 状 颜 色 质 地 隆起形状 孢 子1圆形边缘整齐 橙黄色 絮状 平坦 分生孢子顶端膨大2圆形边缘不整齐 淡褐色 絮状 平坦 分生孢子顶生3圆形边缘整齐 红褐色 致密 平坦 未发现孢子4圆形边缘整齐 黑 色 致密 凸起 分生孢子串生5圆形边缘整齐 灰白色 较疏 平坦 分生孢子长卵圆形

3 结论与讨论

研究表明草莓根际土壤呈碱性,这可能与当地填海造地有关,pH值总体呈现随连作年限增加而上升的趋势,这可能与农民长期施用石灰粉消毒有关.草莓根际土壤速效钾、速效磷含量:连作0a(对照)>连作1a>连作2 a>连作5a,连作10a后土壤速效钾、速效磷有所提高,这是由于连年的种植使土壤肥力下降,后期多施用复合钾、磷肥导致.多数研究表明,随着连作年限增加,根际土壤细菌、放线菌数量下降、真菌数量增加.本试验表明,随着草莓连作年限的增加,土壤微生物变化趋势与马琨[15]、孟品品[16]等研究一致.土壤中三种酶酶活性变化各不同,土壤脲酶和蔗糖酶活性连作10a后都低于对照组.草莓连作土壤中5株优势真菌分布在不同连作年限土壤中发生变化,其中导致草莓烂果的胶孢炭疽菌和烂根的尖孢镰刀菌随连作年限增加而增加,这与实际生产中连作年限草莓地草莓烂果、烂根现象相符.因此在草莓生产中应注意合理倒茬,对于长期连作的草莓主产区,可以通过施用腐植酸调节土壤pH值,合理施肥等方式防治连作障碍,以提高草莓产量及质量.

[3]邱莉萍,刘 军,王益权,等.土壤酶活性与土壤肥力的关系研究[J].植物营养与肥料学报,2004,10(3):277-280.

土壤的pH对植物的生长发育、土壤微生物数量、酶活性影响很大[11],由表1可知,草莓根际土壤呈碱性,其pH值随连作年限的增长而增加.土壤有机质含量随连作年限增长呈先上升后下降的趋势,连作5a升到最高值23.59 g·kg-1;土壤速效磷含量随连作年限的增长呈先下降后上升趋势,连作5a降到最低值,比对照组减少33.58%;不同连作年限草莓根际土壤速效钾含量皆低于对照,连作1a、2a与对照相比差异不显著,连作5a、10a以后速效钾含量显著下降,说明连作会消耗土壤速效钾;土壤碱解氮含量随连作年限的增长而减小,连作 1a、2a、5a、10a后,分别比连作 0ɑ减小 3.27%、8.21%、18.36%、36.96%.

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[2]张子龙,王文全.植物连作障碍的形成机制及其调控技术研究进展[J].生物学杂志,2010,27(5):69-72.

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陈爱萍,周逢芳
《宁德师范学院学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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