番茄连作对日光温室土壤微生物及土壤理化性状的影响

对大庆地区具有代表性的温室进行调查研究,了解不同种植年限对番茄温室土壤微生物及土壤理化性状的影响,为解决温室土壤连作障碍问题奠定理论依据。结果表明,随着种植年限增加,细菌、真菌的数量及土壤速效钾、有效磷、碱解氮、有机质、盐分的含量呈增加趋势,种植年限为10年分别是对照(露地菜田)的2.14、1.33、2.18、2.09、1.96、2.86、9.5倍,土壤p H值相反,种植年限为10年比对照下降了0.64,但放线菌数量与B/F值[(细菌+放线菌)/真菌]在第5年与第7年达到最高,呈现先增高再降低的趋势,分别比对照增加了34.12%、44.26%;随着土壤深度的增加,土壤微生物数量及土壤速效钾、有效磷、碱解氮、有机质、盐分含量降低,土壤含水量、p H值增加。综合分析番茄连作对土壤微生物和土壤理化性状的影响,番茄连作6年后出现一定程度的连作障碍问题。     

加工番茄连作对土壤质量的影响

为了探讨加工番茄连作对土壤质量的影响及其障碍机理,分别观测分析了不同连作年限下的土壤理化性质、微生物量及其区系特征,应用综合指数法评价连作对土壤质量的影响。结果表明:随着连作年限的增加,土壤质地变得粘重,土壤砂粒含量下降,粉粒和黏粒含量增加;土壤pH和全盐含量显著增加,有机质、速效钾和速效磷含量持续下降,连作4a后分别下降19.10%、49.11%和80.92%,土壤盐分离子SO42-、HCO3-、Cl-、Ca2+、Mg2+含量呈增加的趋势,Na+、K+含量呈下降趋势;土壤微量元素含量显著降低。土壤微生物总量连作4 a后降低53.95%,其中土壤细菌、放线菌数量显著降低,土壤真菌数量增加。土壤质量综合指数随着连作年限的增加呈幂函数递减。由此可知,土壤连作障碍是土壤质量整体下降的必然结果。     

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。     

连作番茄根区病土对番茄生长及土壤线虫与微生物的影响

探索连作番茄根区病土对番茄根结线虫病的诱导效果及引起连作障碍的微生态机制,可为深入了解番茄连作障碍发生机理及探究番茄连作障碍防治方法提供科学依据。本研究利用盆栽试验,测定了番茄在健康土壤及接种病土土壤中生物学特性变化及根结线虫侵染状况,并分析鉴定了土壤中微生物及线虫的种类与数量。结果表明,接种连作番茄根结线虫病株根区病土会对番茄生长及根结线虫侵染产生影响:1)番茄苗期根系根结数达9个?株~(-1),健康土壤无根结;土壤线虫数量较健康土壤增加390.4%;收获期番茄根结线虫侵染率达62.7%,病情指数为80.0%。2)番茄生长受到抑制,叶片防御酶活性降低,收获期茎叶及根系鲜质量较健康土壤分别减少50.2%及33.1%,苗期番茄叶片PPO活性较健康土壤降低15.8%,POD活性较健康土壤增加24.0%,差异均达显著水平(P0.05)。3)番茄根系更易感染有害菌,根系内病原菌甘蓝假单胞菌数量较健康土壤增加463倍,根区土壤细菌、真菌及放线菌总数分别增加46.3%、94.5%及134.0%。4)食细菌线虫、食真菌线虫及植物寄生性线虫数量分别为健康根区土壤的3.3倍、1.6倍及7.3倍,其中的植物寄生线虫95.6%为根结线虫。综上所述,接入连作番茄根结线虫病株根区病土不仅导致番茄遭受根结线虫侵染,而且会导致土壤线虫总量及植物寄生线虫所占比例大幅增加,并使番茄根系内有害细菌数量显著增加,对番茄生长造成显著抑制作用,同时影响番茄的生理生化特性,受线虫侵染番茄防御性酶活性降低,使其更易被根结线虫及病原菌侵染,番茄根区土壤线虫、微生物及根系内优势细菌的种类与数量及其之间的作用发生改变。     

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。     

有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影响

  目的  为解决日光温室番茄连作障碍,必须弄清有机无机肥配施对番茄连作土壤微生物的影响。  方法  试验共设置6个处理,分别为不施肥（CK）、20%有机肥 + 80%化肥（M20C80）、40%有机肥 + 60%化肥（M40C60）、60%有机肥 + 40%化肥（M60C40）、80%有机肥 + 20%化肥（M80C20）、100%有机肥 + 0%化肥（M100）。测定了连作土壤理化性质、细菌和真菌的微生物群落结构、物种组成和丰度等相关指标。  结果  M40C60处理使连作土壤孔隙度在54.38% ~ 55.61%,pH维持在7.19 ~ 7.22,有机质和速效钾含量分别维持在49.70 ~ 59.21 g kg?1和536.1 ~ 605.5 mg kg?1的中等水平,速效磷含量则维持在680.4 ~ 783.0 mg kg?1的高水平。增施有机肥,可以改善土壤微生物群落组成,分别提高芽孢杆菌（Bacillus）、土胞杆菌（Terrisporbacter）、链霉菌（Streptomyces）以及头束霉菌（Cephalotrichum）等有益菌群落相对丰度0.86%、0.60%、0.12%和47.82%,降低变形菌（Proteobacteria）酸杆菌（Acidobacteriota）等有害菌群落相对丰度3.47%和1.74%。  结论  增施有机肥改善番茄连作土壤的基础理化性质,保持土壤中的养分含量。同时有益于微生物群落演替,维持或提高有益菌群的丰度,抑制或降低有害菌群的丰度,使连作土壤维持在一个较稳定的微生物群落结构。减少番茄连作土壤病害的发生,维持良好的土壤状态。     

设施番茄连作对产量、品质和土壤功能的影响

设施内番茄长期连作导致的土壤功能下降是限制我国番茄产业可持续发展的重要因素。在日光温室内进行盆栽试验,研究了不同连作年限（0、5、20年）对番茄产量、品质和土壤化学性质、酶活性、微生物群落结构及数量的影响。结果表明：番茄长期连作导致番茄果实产量（22.33%～29.88%）、果实可溶性糖含量（43.44%～55.12%）、维生素C含量（6.88%～32.39%）、硝酸盐含量（19.40%～24.42%）和糖酸比（61.23%～133.92%）均呈升高的趋势,同时也伴随着总酸度（13.51%～35.14%）的降低。连作使土壤pH和碳氮比显著降低,连作5和20年的土壤p H分别比连作0年的土壤下降了0.20、1.23个单位,碳氮比分别下降了6.46%、8.33%,而电导率和养分含量结果相反,其中连作5和20年的土壤电导率比连作0年的土壤分别提高6.53%、26.75%。连作导致土壤中过氧化氢酶和多酚氧化酶活性下降,脲酶和酸性磷酸酶活性增强。连作改变了土壤中微生物群落的结构和组成。与连作0年相比,连作5年的细菌丰富度和多样性均无显著变化,但连作20年的土壤中二者均显著降低;连作后真菌丰富度降...     

烟草连作对稻田土壤微生物及酶的影响

对烟草连作不同年限的稻田土壤中微生物的数量、活度及酶活性进行了分析,结果表明:连作年限与土壤中的好气性细菌、厌气性细菌、放线菌及真菌的数量没有相关性,所测不同连作年限的土壤中微生物的数量也没有明显差异,说明烟草连作不会对土壤中主要微生物类群的数量造成明显的影响。烟草连作10年以上的土壤微生物活度有降低趋势,明显低于连作5年以下的,而烟草连作5年以下的土壤微生物活度没有明显差异。烟草连作不同年限的土壤纤维素酶、脲酶、蛋白酶及过氧化氢酶没有明显差异。     

长期施氮对土壤肥力及土壤微生物的影响

氮肥是农业生态系统活性氮素的主要来源,长期施用氮肥对土壤pH值、有机质含量和氮含量等理化特征产生较大的影响,进而影响土壤微生物的生化反应过程及其生态功能。近年来氮肥对土壤微生物区系及功能菌群的研究已逐渐成为生态学上的一个前沿性研究热点。本文论述了长期施氮对土壤特征的影响,以及其导致的微生物的丰度和菌群结构的变化;同时,土壤中氮循环(固氮、硝化、反硝化)、碳循环(甲烷氧化)相关的功能菌群的丰度和结构也受到影响,进而导致土壤生态系统失衡和障碍农业可持续发展。本文从土壤微生物的角度为我国建立合理施肥制度,实现减施氮肥、提高氮肥效率提供技术依据。     

马铃薯连作栽培对土壤微生物群落的影响

利用BIOLOG技术研究了宁夏南部山区马铃薯连作、冬麦连作、倒茬利用方式对土壤生物学特性、土壤微生物群落结构、功能的影响.结果表明:土壤微生物量碳、氮总体表现为冬麦连作(对照)>迎茬马铃薯>马铃薯连作栽培;马铃薯连作栽培显著提高了土壤微生物量碳/氮比.马铃薯连作5年、10年及迎茬栽培马铃薯土壤在培养48 h时,平均颜色变化率(AWCD值)分别比对照土壤提高了9.91.10.98,2.86倍.马铃薯持续连作多年后,土壤微生物对单一碳源底物的利用能力仍然较高,土壤微生物群落利用碳源的功能多样性也较高.培养96 h时,各供试土壤微生物群落Shannon指数的差异达极显著水平.土体中多聚化合物、氨基酸、碳水化合物是土壤微生物利用的主要碳源;根际土壤中微生物主要利用的碳源为氨基酸、多聚化合物、糖类物质.马铃薯迎茬、连作栽培后土壤细菌/真菌的比例和对照土壤相比,分别减少了64.70%,9.18%～32.11%,连作会使土壤类型从细菌型向真菌型转化.     

青枯病不同发病率土壤对番茄植株氮素吸收效率的影响

为研究青枯病不同发病率土壤对番茄植株氮素吸收效率的影响，以番茄为供试植物，采集连作多年后6种青枯病不同发病率(12.5%、21.9%、40.0%、59.4%、83.3%和91.6%)的土壤，进行盆栽试验。结果表明，随着初始土壤青枯病发病率逐渐升高，番茄植株生物量和氮素吸收效率呈下降趋势，且存在显著相关性；初始土壤中全氮、铵态氮和硝态氮含量与植株的氮素吸收效率无显著相关；初始土壤的细菌多样性和群落组成与植株的氮素吸收效率无显著相关，但基于OTU的细菌群落变化与植物氮素吸收效率呈显著相关性，溶杆菌属(Lysobacter)和藤黄单胞菌属(Luteimonas)细菌与植株氮素吸收效率呈显著正相关，其中溶杆菌属(Lysobacter)细菌同时与发病率呈显著负相关。综上，本研究发现，受不同程度的连作障碍影响，土壤的氮素含量与植物氮素吸收效率无显著相关性，而初始土壤的细菌群落与植物氮素吸收效率存在显著相关性。     

蚯蚓粪对作物连作障碍抑制作用研究进展

随着集约化生产的进一步发展,连作障碍已成为制约我国一些地区种植业可持续发展的瓶颈问题。蚯蚓粪是一种优质的有机肥,目前已成功应用于连作障碍防治,并取得了一定的研究成果。本文简要介绍了蚯蚓粪的理化性质和生物学性质,综述概括了其在抑制连作障碍方面的研究进展,并对以后的研究提出了展望,以期能为作物连作障碍综合防治提供一定的参考。     

连作条件下不同施肥处理对设施黄瓜产量和品质的影响

研究了连作条件下不同施肥处理对设施黄瓜产量和品质的影响。结果表明:在连作条件下,农民传统施肥和不施肥均会造成黄瓜产量下降、品质变劣。合理施肥能够相对减小产量的降幅,提高黄瓜的品质。随着设施黄瓜连作年限的延长,农民传统施肥黄瓜产量、Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量均降低,黄瓜果实硝酸盐含量不断增加。减施氮磷肥、增施钾肥有机肥及优化施肥黄瓜产量降低,Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量均升高,黄瓜果实硝酸盐含量降低。综合产量和品质两个因素,优化施肥效果最佳,与农民传统施肥相比,产量降幅减小74.7%,Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量分别提高39.6%、17.7%、29.3%、53.0%、20.7%,黄瓜果实硝酸盐含量降低20.6%。     

长期轮作和连作对白浆土中氮素的影响

对轮作及大豆、玉米、小麦长期连作白浆土中氮含量及有机态氮组分变化进行研究。结果表明，在不施肥情况下，小麦连作区土壤由全氮、碱解氮降幅最大，酸解总氮、氨基酸态氮和氨基糖态氮降幅最小。在施有机肥情况下，土壤全氮、碱解氮及酸解总氮则以小麦连作区增幅最小，玉米连作区增幅最大；氨基酸态氮和氨基糖态氮在轮作区增幅最大。其他组分氮在轮作与连作小区间变化无规律。     

芝麻连作对农艺性状及土壤生化特性的影响

利用盆栽试验,研究了不同年限连作对芝麻农艺性状、产量性状、土壤化学性状和微生物数量的影响。结果表明:与正茬相比,连作情况下芝麻的株高、果轴长度、单株蒴数、单蒴粒数、千粒重、单株产量均显著下降。连作1~3年,单株蒴数下降范围为8.41%~20.85%,单蒴粒数为7.32%~18.16%,千粒重为4.69%~14.72%,单株产量为11.86%~44.07%,并且连作年限越长,农艺性状变劣越严重。连作对芝麻根际土壤微生物活性影响较大,导致根际土壤微生物菌群改变,比例失调。随着连作年限增加,土壤中微生物总量下降,根区土壤中细菌、放线菌、真菌数量都有显著下降,连作3年,分别下降了66.1%、76.2%、56.0%;根际土壤中细菌、放线菌数量下降,而真菌数量增加。土壤速效氮、磷、钾,交换性钙、镁,有效锰、硼、铁、铜和锌随连作年限增加而下降,连作3年,土壤速效磷、钾,交换性钙,有效硼、铁和锌的养分递减率都达5%以上,连作还导致土壤供肥能力变差。     

Effect of Continuous Monocropping of Tomato on Soil Microorganism and Microbial Biomass Carbon

Soil microorganisms play an important role in recycling and transformation of nutrients. Soil microbiological parameters and microbial biomass carbon (MBC) have been suggested as possible indicators of soil quality. Soil microorganisms and MBC in different continuous cropping soils were investigated. Results showed that bacterial population was the highest, followed by actinomycetes, and fungi were the lowest at 0–30 cm soil depth. The amount of soil microorganisms decreased with increasing soil depth (0–10 > 10–20 > 20–30 cm). Soil microbial ratios at different depths proved to be responsive to time (year) variations in continuous monocropping tomato, except those at 0–10 to 10–20 cm depth for fungi and 10–20 to 20–30 cm depth for bacteria. Soil MBC for 12 years of continuous cropping was significantly lower than those for 5, 8, and 10 years (P < 0.05). Continuous cropping years, soil depth, and the interaction of these two parameters significantly influenced soil fungal, bacterial, and actinomycetes populations and MBC. Bacterial population at the 0–10 cm soil layer was a sensitive indicator of continuous cropping of tomato. Soil fungal count increased with increasing monocropping time within 5–8 years.     

自毒作用与连作障碍

自毒作用是连作障碍的发生机制之一,该作用主要是由有机酸、醛类芳香酸、香豆素、醌类、生物碱和类萜等植物次生代谢产物及其分解产物所引起的。其作用机理包括增加细胞膜膜通透性、降低酶活性、抑制植物的养分吸收等。相应的矫治措施主要有合理施肥、施用微生物制剂、嫁接、轮作和间套作等。本文综述了自毒作用在连作障碍中的作用机制以及相应的矫治措施。     

不同有机物料对连作大豆根际土壤线虫的影响

为探讨大豆连作体系下农业废弃物为主的不同有机物料对根际土壤线虫的影响,选用6种不同有机物料,设正茬和连作两种处理进行对比分析根际土壤线虫群落差异。结果表明:土壤线虫中重要的优势属和关键属种cp值均为3,说明其繁殖和抗干扰能力比较强。连作7年后根际土壤线虫营养类群中杂食-捕食性线虫相对丰度下降明显,植物寄生线虫相对丰度显著提高,食细菌线虫、食真菌线虫丰度略有提高;相较单施化肥(CK)处理,添加有机物料明显抑制连作大豆根际土壤中植物寄生线虫的大量增长,不同施肥处理效果分别为:猪粪秸秆菌渣牧草鸡粪黄腐酸生物有机肥CK,与正茬相比,各连作处理依次增长6.48%、15.34%、15.98%、18.51%、24.35%、26.33%和27.4%。土壤线虫的生态指数较CK相比也有明显改善。土壤线虫对肥料的响应取决于作物及肥料的质量和养分含量;土壤线虫优势营养类群、优势属种和关键属种可以有效地指示农业土壤健康状况和大豆田间线虫病害的发生程度。     

花生连作土壤微生物区系变化研究

通过盆栽试验研究了不同连作年限花生根际及非根际土壤微生物区系变化。结果表明,随着连作年限的增加,花生根际及非根际土壤中的细菌、放线菌数量明显减少,真菌数量明显增加。4个处理根际土壤中细菌数量在整个生育期的变化均为先上升后下降的单峰曲线,不同之处为连作5年在结荚期时达到峰值,其他3个处理峰值出现在花针期。连作1年花生根际土壤中真菌数量动态变化曲线为先上升后下降再上升,峰值出现在花针期。其他3个处理均为先上升后下降的单峰曲线。CK和连作3年根际土壤中放线菌在整个生育期的菌量动态变化曲线较为一致,总体上均呈现先上升后下降的趋势,峰值均出现在结荚期,连作1年和5年的动态变化曲线较为一致,总体均呈现先上升后下降再缓慢上升的趋势,峰值均出现在花针期。     

连作障碍发生机理研究进展

随着集约化种植程度的不断提高,作物连作导致产量和品质下降,土传病害严重发生,严重制约了现代农业的可持续发展,连作障碍发生机理一直是国内外学者研究的热点之一。近年来,国内外学者从多方面、多角度对连作障碍进行了研究,但这些研究多集中于单一因素分析,缺乏对不同因子内在相互关系和本质的了解,未能深入揭示连作障碍发生的真正原因。深入认识连作障碍的成因及各要素间的互作关系是防控作物土传病原微生物生长、缓解连作障碍、实现农药使用量零增长的基础。本文从土壤理化性状及生物学性状恶化、植物生理抗性下降和连作自毒作用等方面系统综述了连作障碍发生机理,分析了连作障碍因素间的相互关系并对该领域未来的研究方向进行了展望,以期为寻找安全、环保和有效的缓解措施提供理论依据。