加工番茄植株浸提液对受体作物幼苗生长及酶活性的影响

为探讨加工番茄植株的化感潜力,采用蛭石培养试验研究了加工番茄植株水浸提液对白菜、萝卜、棉花和小麦幼苗生长及酶活性的影响。结果表明,加工番茄植株水浸提液对白菜、萝卜、棉花和小麦种子的萌发和幼苗生长及幼苗叶片酶活性均存在不同程度化感作用。随着浸提液质量浓度的增加,化感作用不断加强,且表现出一定的质量浓度效应,果实水浸提液质量浓度为0.01g·mL-1时,对白菜幼苗根长有促进作用,质量浓度为0.08g·mL-1时,对其根长表现为抑制作用;不同器官的水浸提液对受体植物的化感作用也存在差异,其作用强度大部分表现为果实叶片茎根,当质量浓度为0.08g·mL-1时,果实浸提液对棉花幼苗鲜质量的抑制作用与根、茎和叶相比分别增加19.7%、23.4%和15.1%,差异达显著水平(P0.05);不同受体对不同质量浓度浸提液的化感效应不同,对棉花和小麦幼苗鲜质量的抑制作用在质量浓度为0.02g·mL-1时就达显著水平,而对萝卜和白菜幼苗鲜质量的抑制作用在质量浓度为0.04g·mL-1时开始表现显著。可见,棉花和小麦对加工番茄水浸提液的敏感度高于白菜和萝卜,说明加工番茄各器官浸提液对小麦和棉花的化感效应明显。     

PLFA方法研究连作对加工番茄根际土壤微生物群落结构的影响

通过在石河子大学农学院试验站开展加工番茄连作定点微区试验,采用氯仿熏蒸和磷脂脂肪酸(PLFA)法相结合,研究了不同连作处理(种植1 a、连作3 a、5 a和7 a)对新疆加工番茄花果期和成熟期根际土壤微生物群落结构及土壤微生物量的影响。结果表明,连作导致土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和微生物熵(q MB)下降,SMBC/SMBN升高,而微生物量磷(SMBP)随连作年限和生育期的变化而不同。连作显著增加了真菌PLFAs含量,降低了细菌PLFAs含量、土壤PLFAs总量及细菌/真菌PLFAs的比值,而放线菌PLFAs含量变化无规律。连作7 a时,成熟期的细菌PLFAs含量、土壤PLFAs总量较对照分别减少62.9%、50.3%(P0.05),而真菌PLFAs含量较对照升高60.2%(P0.05)。从多样性指数分析看,Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Brillouin指数和Pielou指数均随连作年限的延长呈先升后降的变化,其中连作3 a时各项指数最大,连作7 a时最小,表明在本试验年限范围内,连作使得微生物群落多样性与均匀程度皆出现了一定程度的降低。相关性分析表明,土壤微生物各类群PLFAs量、微生物量及土壤肥力之间存在相关性,说明土壤微生物量与土壤肥沃程度相关,可作为评价土壤肥力的生物学指标。可见,加工番茄连作改变了土壤微生物群落结构,降低了土壤微生物量,最终在根际土壤微生态系统和环境因子等因素的综合作用下产生连作障碍。     

加工番茄连作对土壤理化性状及微生物量的影响

通过在石河子大学农学院试验站开展加工番茄连作定点微区试验,研究了不同连作处理(种植1 a、连作3 a、5 a和7 a)对新疆加工番茄土壤理化性状、微生物生物量和酶活性的影响。结果表明,随着连作年限的延长,土壤p H升高,全磷、速效磷及全钾含量呈先升后降的趋势,土壤容重无明显变化。连作7 a时土壤有机质、全氮及速效钾含量较对照分别下降了8%、21%和29%(p0.05)。土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和微生物商(q MB)呈显著下降趋势,与对照相比分别降低了52.3%、78.8%和48.2%(p0.01);微生物量磷(SMBP)呈先升后降趋势,连作3a时,SMBP含量达到最大值,是对照的1.65倍(p0.01)。土壤过氧化氢酶活性呈显著升高趋势,而脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶及磷酸酶活性的变化则相反。连作导致加工番茄产量显著下降,连作7 a时产量下降达34%(p0.01)。相关分析表明,p H、微生物量、q MB、酶活性及养分之间相关性极为密切,说明土壤微生物量和酶活性相结合,可以反映土壤质量的变化。加工番茄连作导致土壤p H和电导率升高,显著抑制了土壤微生物活性,降低了土壤肥力,最终造成产量下降,连作障碍明显。     

加工番茄连作对土壤微生物群落多样性的影响

通过在石河子大学农学院试验站开展加工番茄连作(种植1 a、连作3 a、5 a和7 a)定点微区试验,于花果期和成熟期采集根际土壤,利用聚合酶链-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析不同连作年限加工番茄根际微生物结构和多样性的变化。结果表明,随着加工番茄连作年限的延长,根际土壤细菌的丰富度和Shannon-Wiener多样性均有所降低,而真菌的丰富度和多样性有所升高,且成熟期花果期。连作对土壤细菌和真菌的Pielou均匀度指数影响不明显,说明各处理土壤微生物类群分布比较均匀。连作明显改变了土壤中土著细菌的群落结构,一些土著细菌优势种群数量减少或消失;土壤真菌的优势种群随连作年限的变化较大,某些真菌类群大量富集,而另一些真菌数量明显减少,甚至消失,其中,加工番茄连作5年时土壤中新出现的真菌优势种群最多,且与其他真菌种群的数量差异较大。加工番茄连作后土壤细菌和真菌群落结构失衡可能是产生连作障碍问题的重要因素。从条带测序结果看,各连作处理土样中细菌优势种群属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、节杆菌属(Arthrobacter ramosu)、α-变形杆菌(Alpha proteobacterium)、不可培养的α-变形杆菌(Uncultured Alpha proteobacterium)和不可培养细菌(Uncultured bacterium),真菌优势种群属于不可培养真菌(Uncultured fungus)、Geosmithia putterillii、淀粉丝菌(Amylomyces rouxii)、热带念珠菌(Candida tropicalis)和漆斑菌属(Myrothecium sp)。总之,加工番茄连作导致根际有益菌数量减少而病原菌大量滋生,从而降低了加工番茄抵御病害的能力。