伴生對土壤微生物菌群的影響及其對黃瓜生長的反饋作用.pdf

1、黃瓜（Cucumis sativas L.）是我國設施栽培的重要蔬菜作物之一，經濟效益顯著，面積也在不斷擴大。然而，長時間的單一種植模式導致產量降低、品質變劣、生長發(fā)育變差等現(xiàn)象，已成為影響我國設施黃瓜生產的重要瓶頸之一。
　　研究表明，長期單一種植主要能引起植物根際與非根際微生物的群落結構變差，土壤營養(yǎng)失衡，土傳病原菌數量增加;而多樣性種植可提高植物根際微生物群落結構多樣性，抑制病原菌的繁殖，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此，本試

2、驗以黃瓜為主栽作物，利用PCR-DGGE、Real-time PCR以及高通量測序技術，研究了小麥、黑麥、苜蓿、三葉草、油菜、芥菜和茼蒿7種伴生作物對黃瓜產量、土壤酶活性、土壤細菌、真菌、假單胞菌群的影響;利用土壤接種試驗，分析了不同作物伴生后土壤微生物的變化對黃瓜幼苗生長的影響，旨在探討伴生不同作物對土壤微生物菌群的影響及其對黃瓜生長的反饋作用，為設施蔬菜健康可持續(xù)發(fā)展的栽培模式創(chuàng)新提供理論依據。所得主要結果如下:
　　(1)伴

3、生不同作物對黃瓜生長和產量產生影響。春茬:小麥、茼蒿伴生處理顯著提高了黃瓜全株鮮、干重;小麥、黑麥、苜蓿、三葉草、茼蒿伴生處理顯著提高了黃瓜產量;秋茬:小麥、黑麥和芥菜顯著增加黃瓜全株的鮮、干重，伴生不同作物均提高黃瓜的產量，但與單作間差異不顯著。
　　(2)伴生不同作物對土壤化學性質產生影響。春茬:單作速效K含量最低，黑麥伴生處理土壤的EC、速效P和NO3+-N含量均顯著高于單作，三葉草伴生處理顯著降低土壤EC;小麥和油菜伴生處

4、理的土壤的速效P、K含量和NO3+-N含量顯著升高;秋茬:單作處理的速效P、NO3+-N和NH4+-N的含量最高，三葉草伴生處理pH顯著低于單作，黑麥和芥菜伴生處理的速效K含量顯著高于單作。
　　(3)伴生不同作物對黃瓜土壤酶活性產生影響。春茬和秋茬均表現(xiàn)為小麥伴生處理的脲酶酶活性顯著低于單作;小麥伴生處理的蔗糖酶酶活性顯著高于單作;苜蓿伴生處理的中性磷酸酶酶活性顯著高于單作，其它不同伴生處理與單作差異不顯著。
　　(4)伴

5、生不同作物對土壤微生物群落結構影響。春、秋茬細菌DGGE結果發(fā)現(xiàn):油菜、芥菜伴生處理的條帶數、多樣性指數和均勻度指數均顯著高于單作。春茬假單胞菌的DGGE結果表明:三葉草伴生處理的條帶數、多樣性指數和均勻度指數均顯著高于單作;秋茬假單胞菌的DGGE結果說明:小麥、黑麥、苜蓿和芥菜伴生處理的條帶數、多樣性指數和均勻度指數均顯著高于單作。
　　(5)伴生不同作物對土壤微生物群落豐度產生影響。Real-Time PCR結果表明:春茬:油

6、菜和茼蒿伴生處理的細菌群落豐度顯著高于單作，小麥和苜蓿伴生處理顯著低于單作;秋茬:三葉草、小麥、黑麥、苜蓿和油菜伴生處理顯著高于單作;春茬假單胞菌，茼蒿和油菜伴生處理的假單胞菌群落豐度顯著高于單作;秋茬:單作的假單胞菌群落豐度值最低，小麥、黑麥、苜蓿、三葉草、油菜、芥菜和茼蒿伴生處理均顯著高于單作;春茬芽孢桿菌，苜蓿伴生處理的芽孢桿菌群落豐度顯著低于單作，秋茬時，單作的芽孢桿菌豐度最低，其顯著低于小麥、黑麥、苜蓿、三葉草和油菜伴生處理;

7、春茬真菌，茼蒿伴生處理的真菌豐度顯著的高于單作，而秋茬時，小麥、黑麥、苜蓿和三葉草的真菌豐度顯著高于單作。
　　(6)伴生不同作物對細菌和真菌類群分布產生影響。Miseq高通量測序從綱和屬水平分析，春茬細菌類群:不同作物伴生提高了土壤中α-變形菌綱、γ-變形菌綱、芽單胞菌綱、鞘脂桿菌綱、鞘脂單胞菌屬的相對豐度;春茬真菌類群分布降低土壤中被孢霉屬的相對豐度;秋茬細菌類群分布:不同作物伴生降低了梭菌綱、梭菌屬的相對豐度，卻增加了γ-變

8、形菌綱的相對豐度;秋茬真菌類群增加了盤菌綱、被孢霉屬的相對豐度。
　　(7)對黃瓜幼苗生長反饋作用的影響。春茬:接種滅菌土的黃瓜幼苗全株干、鮮重值最低，接種小麥、黑麥、苜蓿、三葉草伴生土壤的黃瓜全株干、鮮重顯著高于單作;秋茬:接種7種伴生作物混合土壤的黃瓜全株干、鮮重最大，接種小麥、油菜和茼蒿伴生處理土壤的黃瓜全株干、鮮重顯著高于單作。
　　綜上所述，小麥伴生促進了春、秋茬黃瓜的生長，且提高了春茬黃瓜產量，同時，顯著增加了土

9、壤中速效P、K和NO3+-N含量，但引起土壤蔗糖酶增加和脲酶活性的降低;油菜伴生處理顯著提高了春、秋茬細菌群落結構多樣性和豐度;三葉草伴生處理增加春茬假單胞菌群落多樣性，而小麥、黑麥、苜蓿、芥菜伴生處理增加了秋茬假單胞菌群落多樣性;油菜和茼蒿伴生處理顯著增加了春、秋茬假單胞菌的群落豐度;苜蓿和黑麥伴生分布對春茬和秋茬真菌類群分布影響最大;土壤反饋試驗顯示，接種7種混合伴生土壤的顯著促進了黃瓜幼苗的生長。小麥伴生促進了黃瓜的生長、增加土壤