三七连作障碍成因及其控制研究进展

针对目前三七连作障碍严重的现状,从土壤理化性状劣变、生物学环境变化、三七化感自毒作用三方面概述了三七连作障碍形成机理的研究进展;总结了三七连作障碍的主要防治途径,包括选培优良品种、进行土壤处理、采用平衡施肥法、加强田间管理以及合理轮作;并在此基础上对进一步的研究方向提出展望。     

轮作和休茬对日光温室黄瓜连作土壤的改良效果

通过盆栽试验,研究了大葱、豇豆、番茄、糯玉米4种作物与黄瓜轮作及常规休茬处理对日光温室黄瓜连作土壤的改良效果。结果表明:与连作相比,轮作可以不同程度地降低土壤容重,增加孔隙度,而休茬土壤的容重增大,孔隙度降低;轮作和休茬可提高土壤pH,降低EC,平衡土壤养分,改善土壤理化性状,减轻次生盐渍化。轮作和休茬有利于改善土壤的微生物区系,增强土壤酶活性,细菌和放线菌数量增加,真菌数量减少,氨化细菌和硝化细菌的数量显著增加。大葱、糯玉米与黄瓜轮作对土壤的改良效果较理想。     

连作对大豆根际可培养微生物及土壤理化性状的影响

【目的】探讨大豆重迎茬对根际可培养微生物及土壤理化性状的影响.【方法】以正茬和重迎茬大豆根际土壤为研究对象,在不同生育时期取根际土进行土壤微生物区系、微生物生理类群和土壤理化性状等指标的测定.【结果和结论】大豆重迎茬对土壤可培养微生物及微生物生理类群有较大影响.重迎茬使大豆全生育期细菌、放线菌、氨化细菌、硝化细菌、好气性自生固氮菌和纤维素分解菌总量减少,真菌数量显著增加.各处理土壤平均碱解氮和速效钾含量顺序为:正茬迎茬重茬1年重茬2年重茬3年;而土壤速效磷含量为正茬迎茬重茬1年重茬3年重茬2年.轮作正茬大豆土壤团聚体的平均质量直径(MMD)和几何平均直径(GMD)均高于迎茬和重茬各处理,其中以GMD差异更显著.     

种植年限和种植模式对设施土壤微生物区系和酶活性的影响

为探讨大棚种植年限和不同种植模式对土壤质量的影响,分析土壤质量退化的原因,对昆明郊区蔬菜、花卉主产县典型大棚土壤进行取样,分析测定了土壤微生物区系和酶活性的变化.结果表明,随设施种植年限的增加,土壤细菌、放线菌、微生物总数、B/F比值及土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性先增加后降低,以种植6～8 a时最高而20 a时最低;真菌数量持续增加而微生物多样性指数和均匀度指数持续降低.与连作相比,轮作有利于增加土壤细菌、放线菌数量而降低真菌数量,有利于提高过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,其中花-花轮作效果最好,菜-菜轮作效果最差.研究结果表明大棚种植初期(4～6 a)土壤生态环境较好,6～8 a后土壤微生物Ⅸ系失调.酶活性显著下降,从而影响土壤生物化学过程,土壤质量的稳定性和可持续利用性大大降低;轮作种植能有效调节土壤微生物区系,有利于微生物群落多样性和稳定性的提高,有利于土壤质量的改善.     

三七根系分泌物在连作障碍中的生态效应及缓解方法

三七作为云南省重要的药用植物资源，在我国医药领域有着重要地位，由于其生产过程中连作障碍十分严重，制约了其种植业、饮片业、制药业等相关产业的发展。通过总结三七根系分泌物的种类，及其对土壤微生物群落结构、土壤理化特性、土壤酶活性和三七植株的影响，探讨三七根系分泌物在连作障碍中的生态效应，提出三七连作障碍的缓解和防治办法。     

几种土壤处理方法影响三七幼苗生长及根腐病发生的研究

三七种植存在着严重的连作障碍,导致三七根腐病严重,产量降低、品质下降,严重制约了三七产业的发展。本研究为了寻找一种有效克服三七连作障碍中根腐病的土壤生态控制处理方法,比较了8种不同的土壤处理方法对三七幼苗生长及根腐病发生的影响。结果表明:8种土壤处理方法对克服连作障碍都有一定的效果;对试验处理的出苗率与存苗率、生物量的积累和减少根腐病的发生进行综合评价,比较结果为:田间蒸汽处理大扫灭处理威百亩处理波尔多液处理草木灰处理高压蒸汽处理活性炭处理酒精处理。其中,田间蒸汽处理连作土壤后,三七的出苗率、存苗率与对照处理相比分别增加了18.0%和51.75%;生物量的积累也明显增加,根的鲜重和干重与对照处理相比分别增加了32.0%和26.8%;根腐病的发病率显著降低为9.0%,比对照降低52.6%。8种不同处理对三七的叶绿素含量、叶面积、茎粗、株高、根鲜重、根干重等的影响差异不显著。大扫灭处理和田间蒸汽处理是两种较好的土壤处理方法,但是田间蒸汽处理是克服三七连作障碍最有效且最生态的方法。土壤经过田间蒸汽处理后,土壤结构和土壤环境得到改善,土壤中的病原菌被杀灭,在一定程度上破坏了根腐病发生的土壤环境。因此,田间高温蒸汽处理土壤能够有效克服三七连作障碍,从而延长土壤的使用年限,达到克服三七连作障碍的目的。     

不同轮作年限对三七叶片生理指标的影响

在不同轮作年限土壤上种植三七,于三七开花期采集新鲜叶片进行可溶性糖及可溶性蛋白含量、过氧化物酶及过氧化氢酶活性测定.结果表明:随轮作年限的缩短,三七叶片可溶性糖含量呈上升趋势;可溶性蛋白含量、过氧化物酶及过氧化氢酶活性均呈下降趋势.不同轮作年限对2年生三七可溶性糖及可溶性蛋白含量的影响显著;对3年生三七可溶性糖含量、过氧化物酶及过氧化氢酶活性的影响显著.说明三七连作障碍的机理之一是连作干扰了三七植株体内的物质代谢过程,降低了三七叶片保护酶活性,进而阻碍了三七的正常生长     

大棚西瓜-草菇-辣椒轮作对解除设施西瓜连作障碍的效果

针对设施西瓜连作障碍现象,研究了西瓜-辣椒轮作和西瓜-草菇-辣椒轮作模式对其连作障碍解除的效果。结果表明:西瓜-草菇-辣椒轮作模式后的土壤较西瓜2年连作后的土壤初始值p H值上升0.43,EC值降低52.94%,有机质含量提高51.92%;平均每克土壤的细菌数量增加27×10~5个、放线菌数量增加62×10~4个、真菌数量减少456×10~2个;该轮作模式能显著提高辣椒的生长发育指标,而且产量较西瓜-辣椒轮作模式增产15.65%,比西瓜-辣椒轮作模式净增收益45000元/hm~2,经济效益也得到了显著提高。因此,西瓜-草菇-辣椒轮作模式更有利于防止土壤酸化和次生盐渍化,提高土壤有机质的含量,增加土壤中细菌和放线菌的数量,降低有害病原真菌的数量,改善土壤理化性质和恢复土壤微生物种群数量,更有利于消除土壤连作障碍的影响。     

三七连作对土壤微生物的影响

三七在我国西南地区已经种植了400多年,是一种被高度重视的中草药,但它的连作障碍是其发展的最大问题。试验采用云南地区连续种植三七1年、3年、5年的土壤,通过测定土壤中微生物的数量和生理类群变化,探讨三七连作对土壤微生物的影响。研究结果表明,三七连作对土壤中细菌,放线菌数量影响显著,而对真菌数量没有显著影响;三七连作土壤中检测到的亚硝基菌、芳香分解菌、固氮菌、溶钾菌和溶磷菌数量均低于未种植三七的土壤。     

连作对辣椒根际土壤微生物区系影响的初步研究

以轮作为对照,研究了连作辣椒根际土壤微生物区系的变化。结果表明,细菌总数占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。细菌数量连作低于轮作,放线菌数量连作略低,总体变化幅度不大,真菌数量有显著变化,连作明显高于轮作。从根际土壤微生物角度对辣椒连作障碍进行了分析,连作导致辣椒根际土壤由高肥的“细菌型”向低肥的“真菌型”转化。     

不同种植模式对青稞根际土壤微生物群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对6种种植模式下青稞根际土壤的16S rDNA和18S rDNA基因相关区片段进行测序,研究根际土壤细、真菌群落结构的变化,并结合土壤理化性质,分析环境因子与群落结构的关系,从根际土壤微生物生态系统的角度解析青稞连作障碍的发生机制。6种种植模式中,土壤有机质和全氮含量WHD模式最高,全磷含量YC模式最高,全钾含量MLS模式最高,pH均为碱性;3种连作模式下,随着连作年限的增长,土壤有机质、全氮和全钾逐年降低,全磷显著升高。6种种植模式下,细菌和真菌群落Alpha多样性指数和覆盖度没有显著差异,与连作相比,WHD和MLS模式可显著提高细菌群落的Shannon指数、ACE指数和Chao1指数;与混作、轮作相比,连作显著提高真菌群落的Shannon指数和ACE指数,但Chao1指数差异不显著;连作使细菌群落Alpha多样性减小,真菌群落Alpha多样性增加。6种种植模式下,genus水平群落结构表现为连作使青稞根际土壤中微生物区系发生较大改变,导致有害菌群丰度增加,有益菌群数量减少,尤其是真菌菌群发生较大改变,而轮、混作模式使优势菌群及新种数量明显增加。细菌、真菌群落PCoA分析结果表明,微生物群落在6种种植模式间变异较小且未发生明显分化,PC1、PC2的总解释能力均大于80%,表明有显著主导因子。细菌、真菌群落与土壤理化性质关系显示,土壤有机质、全氮与提高WDH、QKA模式下的细菌群落多样性呈正相关,而pH、有机质、全氮与提高WDH、YC、QKB模式下的真菌群落多样性呈正相关。表明,与连作相比,WDH和MLS模式可改善土壤理化性质,提高根际细菌群落结构多样性及微生物群落组成,是缓解青稞连作障碍的可能途径,可为青稞连作障碍修复措施的制定提供科学依据。     

轮作对日光温室土壤环境生态修复的影响

以黄瓜连作为对照,研究了日光温室中黄瓜—休闲、黄瓜—番茄、黄瓜—玉米、黄瓜—大蒜、黄瓜—菠菜和黄瓜—芹菜6种轮作方式对土壤养分、盐分、微生物区系、酶活性等的影响。结果表明:黄瓜—休闲和黄瓜—大蒜轮作土壤的全氮、速效氮、有效磷和速效钾含量高于对照;黄瓜—番茄轮作土壤的全氮和速效氮高于对照,有效磷和速效钾含量低于对照;黄瓜—玉米轮作土壤全氮和速效磷含量高于对照,速效氮和速效钾含量低于对照;黄瓜—菠菜和黄瓜—芹菜轮作土壤的全氮含量低于对照,速效氮、有效磷、速效钾含量高于对照(黄瓜—芹菜轮作土壤的速效氮除外)。轮作可以降低土壤EC值、盐分和硝态氮含量。轮作和休闲改善了土壤微生物区系,可提高酶的活性;轮作增加了土壤细菌和放线菌数量,减少了真菌数量,休闲降低了土壤细菌和真菌数量。黄瓜—大蒜和黄瓜—玉米是改良土壤生态环境效果较理想的轮作方式。     

大棚西瓜-草菇-辣椒轮作对解除设施西瓜连作障碍的效果

针对设施西瓜连作障碍现象,研究了西瓜-辣椒轮作和西瓜-草菇-辣椒轮作模式对其连作障碍解除的效果。结果表明:西瓜-草菇-辣椒轮作模式后的土壤较西瓜2年连作后的土壤初始值p H值上升0.43,EC值降低52.94%,有机质含量提高51.92%;平均每克土壤的细菌数量增加27×10⁵个、放线菌数量增加62×105个、放线菌数量增加62×10⁴个、真菌数量减少456×104个、真菌数量减少456×10²个;该轮作模式能显著提高辣椒的生长发育指标,而且产量较西瓜-辣椒轮作模式增产15.65%,比西瓜-辣椒轮作模式净增收益45000元/hm2个;该轮作模式能显著提高辣椒的生长发育指标,而且产量较西瓜-辣椒轮作模式增产15.65%,比西瓜-辣椒轮作模式净增收益45000元/hm²,经济效益也得到了显著提高。因此,西瓜-草菇-辣椒轮作模式更有利于防止土壤酸化和次生盐渍化,提高土壤有机质的含量,增加土壤中细菌和放线菌的数量,降低有害病原真菌的数量,改善土壤理化性质和恢复土壤微生物种群数量,更有利于消除土壤连作障碍的影响。     

连作对烤烟农艺性状、根系形态与土壤养分的影响

为明确烤烟连作障碍关键影响因子,以云南泸西轮作、连作烤烟、土壤及根系为对象,对轮作及不同连作年限烤烟农艺性状、土壤养分及根系形态进行了分析.结果表明,随着烤烟连作年限增加,土壤养分各指标总体呈降低趋势,其中4个连作处理土壤的有效磷和速效钾含量显著低于对照土壤.IFI值(土壤肥力综合指标值)也随连作年限的增加呈下降趋势....     

长江三角洲地区不同种植类型对土壤质量的影响

采取田间调查的方法,对长江三角洲地区粮田、保护地蔬菜、露地蔬菜和菜稻轮作4种种植类型土壤质量的差异及其形成原因进行了研究。结果表明,蔬菜栽培中肥料用量较高,在3种主要蔬菜种植类型中,保护地栽培肥料用量最大,年纯养分高达到1826.2kg·hm-2;保护地蔬菜土壤盐分累积现象最为严重,10a保护地和3a保护地分别比粮田增加了450%和138%,而pH分别降低了0.78和0.33个单位,NO3--N分别高出24.76和13.03倍,有效磷只有10a保护地显著高出粮田9.12倍。与粮田相比,保护地土壤微生物区系差异也最大,3a保护地土壤细菌和放线菌比粮田分别高出了2.54倍和5.66倍,而真菌在10a保护地土壤中最多,比粮田高出9.04倍。露地蔬菜土壤理化性状也表现出与保护地蔬菜相同趋势的变化。菜稻轮作土壤中理化性状变化与粮田之间差异不明显,只有真菌数量有明显增加。初步结果表明,蔬菜栽培中大量施肥导致土壤理化性状恶化,可能导致微生物和作物的生长障碍,引起土壤质量下降。     

水旱轮作减轻三七连作障碍的潜势分析

三七是中国最常用大宗药材之一,但因其适宜生境狭窄,忌连作性很强,可流转土地紧张,已致其连作障碍十分严重。水旱轮作使土壤系统在不同季节间干湿交替变换,能有效减少土壤中有害物质,增加土地复种指数,在水(稻)旱(蔬菜、玉米)轮作中已被证实能有效减轻连作障碍。本文综述了水旱轮作下连作土壤理化性状包括土壤结构、矿物元素、有机质、次生盐渍化和酸化、酶活性和微生物群落、化感自毒物质的改善性变化,及其对病虫害和杂草的抑制作用。通过潜势分析认为水旱轮作能有效减轻三七连作障碍,但还需要合理安排茬口,并多施有机肥和绿肥以提升土壤肥力。     

西瓜果实膨大期追施氮钾肥对土壤及果实品质的影响

以京欣1号西瓜(南瓜砧木嫁接苗)为试验材料,采用二因素四水平随机区组设计,以尿素(N≥46%)和硫酸钾(K2O≥50%)为肥源,研究在果实膨大期追施不同配比氮钾肥对土壤理化性状、土壤微生物及西瓜果实品质的影响。结果表明,在本试验条件下增施氮肥,土壤速效养分和有机质含量均有所降低,土壤理化性状变差,土壤中的微生物数量降低,果实品质显著下降;西瓜果实膨大期需要大量的钾元素,当减氮增钾(追施硫酸钾≤450 kg/hm~2)时,土壤中的速效养分和有机质含量提高,理化性状逐渐变好,土壤中的微生物数量和多样性得到明显改善,真菌与放线菌的比例有所降低,土壤向"细菌型"转变。果实品质也得到一定改善。     

连作黄瓜枯萎病株、健株根域土壤微生物生态研究

【目的】对黄瓜病株与健株根区土的理化性质及根区土和根表土中的微生物区系特征进行比较,探索连作黄瓜枯萎病发生的微生态机制。【方法】采用常规方法测定土壤养分含量,稀释平板涂抹法测定黄瓜根区土、根表土、根外土中细菌(B)、真菌(F)和放线菌(A)的数量并计算其比值(B/F、A/F、B/A),同时对优势细菌、真菌和放线菌进行了分子生物学鉴定,研究连作黄瓜枯萎病株、健株根域土壤微生物生态的变化。【结果】①病株根区土中的速效P、速效K含量分别较健株降低了16.3%和16.8%,病株、健株根区土中速效N、有机质、水溶性盐分含量及pH无差异,说明土壤速效P、速效K含量与黄瓜枯萎病发生有一定关系。②连作黄瓜根区土中的细菌数量大幅度下降,真菌数量大幅度增加;与健株相比,病株的细菌数量减少了16.9%,真菌数量增加了56.1%;病株根区土中的优势病原真菌茄病镰刀菌(Fusariumsolani)及尖孢枝孢菌(Cladosporiumoxysporum)数量分别较健株增加了366.15%和2 201.85%;病株B/F、A/F值较健株分别降低了46.8%和36.8%。③黄瓜根系染病溃烂导致黄瓜根表土中的细菌、真菌和放线菌数量急剧增加,病株根表土中的细菌、真菌及放线菌数量分别是健株的57.3,8.9及3.7倍。【结论】根区土和根表土中的微生物区系异常是黄瓜枯萎病发生的主要原因。     

黄瓜、红辣椒-水稻轮作模式对连作障碍的影响

【目的】运用黄瓜、辣椒—水稻轮作模式对土壤连作障碍进行修复研究,为解决设施蔬菜的连作障碍难题提供了解决方法。【方法】田间试验采用随机区组排列,设黄瓜-水稻、红椒-水稻两种轮作模式试验,并以夏季空闲作为对照,3个处理3次重复。在黄瓜、辣椒、水稻收获末期取土样(0~5cm、5~10cm、10~20cm、20~40cm)测定分析作物根部及行间土壤的理化性质、微生物数量及土壤酶活性。【结果】黄瓜-水稻、红椒-水稻轮作,在黄瓜、辣椒收获后种植水稻,与对照相比较,轮作明显降低了土壤的p H值,以10~20cm土层最明显,降幅2.93%。显著降低了土壤0~20cm的Na~+和Ca~(2+)含量,Na+降幅在15.2~34.5mg/kg,Ca~(2+)降幅在7.5~27.5mg/kg。土壤中微生物总量显著增加,较对照增加45.7%(黄瓜-水稻)和21.1%(辣椒-水稻),减少了放线菌、真菌和尖孢镰刀菌的数量;显著提高了土壤中过氧化氢酶、脲酶、转化酶和磷酸酶的活性,瓜、椒-水稻分别较对照提高8.14%、6.03%、3.17%、6.87%和16.34%、37.96%、30.77%、12.02%。【结论】瓜、椒-水稻轮作模式可以调节原有土壤中各养分和元素含量,杀死有害微生物,减少土传病害的发生,改良土壤理化性质,为下茬作物的生长发育提供良好的土壤基础。     

不同林龄人工橘林土壤微生物区系的研究

[目的]了解三峡库区宜昌市郊区不同种植年限的人工橘林土壤微生物区系的变化。[方法]以种植年限不同的3个橘林土壤为研究对象,采用常规方法测定土壤pH、土壤微生物生物量碳、微生物生物量、氮和土壤主要养分含量,采用平板稀释法测定土壤三大类微生物区系的数量。[结果]随着种植年限的增加,不同林龄人工橘林的土壤酸化程度加剧,土壤有机质和全氮含量先增加后降低。土壤微生物总数量呈下降趋势,其中细菌数量显著降低,放线菌数量变化不大,而真菌数量显著增加,土壤中细菌和真菌的比值(B/F)呈现降低趋势。土壤微生物生物量碳在小范围内波动,而土壤微生物生物量氮显著降低。[结论]随着种植年限的增加,土壤pH降低,影响土壤微生物区系、土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮和土壤主要养分的变化,进而影响土壤功能的正常发挥。