农田土壤微生物对连作障碍响应的Meta分析

以2005—2021年发表的84例连作试验中的926组数据为研究对象，采用Meta分析方法，研究了连作障碍对农田土壤微生物的影响，以期为解决农田土壤的连作障碍提供参考依据。结果表明：连作障碍提高了土壤真菌数量(28.20%),降低了土壤细菌数量(19.85%)、放线菌数量(16.05%)及微生物Shannon指数(6.01%);与耐连作和不耐连作作物相比，忌连作作物连作显著降低了土壤细菌(25.10%)和放线菌数量(26.86%);连作年限与连作农田土壤中细菌和放线菌数量的变化趋势呈显著负相关(P<0.05);在年均温度和降雨量不同的地区，连作都会导致微生物多样性的变化。连作障碍导致土壤微生物群落发生显著变化，作物类型和连作年限是主要的影响因素。     

苹果连作土壤加入酒糟可减轻连作障碍

在盆栽条件下,研究了啤酒糟和白酒糟对连作平邑甜茶幼苗生长及其连作土壤中微生物的影响。结果表明,连作土壤添加酒糟可显著提高平邑甜茶幼苗株高、干样质量、鲜样质量等生物量指标。添加酒糟后土壤中细菌、真菌数量与连作土对照相比也有明显提升。通过聚类分析、主成成分分析和多样性分析发现,加入酒糟后土壤中微生物群落结构发生明显变化,且不同酒糟类型和不同酒糟处理方式造成微生物的群落结构不同;由于酒糟自身携带及灭菌酒糟在土壤中滋生的微生物,促使土壤中优势种群的出现,改变了土壤中微生物群落的多样性指数和丰富度指数。对土壤中的层出镰孢菌(Fusarium proliferatum)进行实时荧光定量分析显示,与连作土壤对照中的层出镰孢菌基因拷贝数相比,啤酒糟、白酒糟、灭菌啤酒糟和灭菌白酒糟处理分别降低了39.1%、58.1%、20.9%和39.2%,酒糟灭菌后减弱了对有害菌层出镰孢菌的抑制作用。综上,苹果连作土壤中加入酒糟后,改变了土壤中微生物的群落结构,降低了有害真菌的数量,减轻了苹果连作障碍现象,其中白酒糟效果更好。     

老龄桃园土壤抑制平邑甜茶幼苗的生长

在盆栽试验条件下研究了老龄桃园土对平邑甜茶幼苗生长的影响。设正茬土(桃园旁农田土,对照)、溴甲烷熏蒸老龄桃园土、老龄桃园土3个处理,测定了不同处理对平邑甜茶幼苗的生物量、根系结构参数、根系呼吸速率、根系保护酶活性、光合参数及土壤中微生物数量等指标的影响。结果表明:在老龄桃园土中,平邑甜茶幼苗的株高、地径、鲜质量、干质量均显著低于正茬土对照和溴甲烷熏蒸老龄桃园土,分别比正茬土对照减少了17.59%、13.51%、23.22%、28.61%,比溴甲烷熏蒸老龄桃园土减少了20.54%、17.29%、33.28%、39.21%;幼苗的根长、根表面积和根体积也分别比正茬土对照降低了37.57%、36.33%、46.63%,比溴甲烷熏蒸老龄桃园土降低了43.62%、48.67%、54.11%;平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性亦显著降低,分别比正茬土对照降低了28.21%、43.91%、44.46%、51.44%,比溴甲烷熏蒸老龄桃园土降低了36.88%、57.78%、54.88%、57.59%;同时幼苗的净光合速率(P_n)比正茬土对照和溴甲烷熏蒸老龄桃园土分别降低了40.75%和49.65%。老龄桃园土中真菌数量显著高于正茬土对照,为正茬土对照的1.91倍,细菌数量则显著低于正茬土对照,比正茬土对照减少了47.80%,细菌与真菌比值表现为:正茬土对照溴甲烷熏蒸老龄桃园土。综上,老龄桃园土壤直接栽植平邑甜茶苹果砧木不利于其生长,而经溴甲烷熏蒸处理后,老龄桃园土对平邑甜茶幼苗的伤害作用显著减轻。     

嫁接对茄子根际微生物种群数量的影响

 研究了不同砧木、不同土壤茬口条件下嫁接茄子根际微生物的种群数量变化。结果表明:嫁接增加了茄子根际放线菌数量(A) 和真菌的数量( F) , 减少了细菌的数量(B) , A /F比值增高, B /F比值降低; 同时, 嫁接茄子根际微生物总量增加。在正茬和重茬两种耕作体系中, 嫁接处理根际放线菌数量都极显著高于对照, 而细菌数量极显著低于对照; 连作(重茬) 条件下, 茄子根际细菌和放线菌的数量减少, 真菌的数量增加。     

温室栽培草莓连作年限对土壤微生物的影响

测定了温室草莓连作2、3、5、7、11年根际土壤微生物数量的动态变化。结果表明,土壤中真菌数量随着连作年限的增加总体呈先上升后下降的趋势,土壤中细菌数量随着连作年限的增加总体呈现下降的趋势,放线菌数量随着连作年限的增加总体呈先下降后上升的趋势;温室草莓连作5年对根际土壤微生物的影响最大,连作7年与连作11年对根际土壤微生物的影响略有缓解。建议温室草莓连作年限不要超过3年,并辅以相应的耕作和施肥措施来调控土壤微生态环境向良性发展。     

黄瓜连作对土壤微生物区系的影响Ⅰ——基于可培养微生物种群的数量分析

利用平板培养法对黄瓜连作根系微生物种群连续性变化进行了跟踪研究。结果表明,黄瓜连作导致土壤可培养微生物数量减少,其中细菌数量降低最为明显,对连作表现出较高的敏感性,根际根外细菌数目减幅分别在第三、四茬时达显著水平。放线菌数量对黄瓜连作反应较小,根际到第四茬减幅才达到了显著水平,而根外在连作四茬过程中均未达显著水平。黄瓜连作致使少数真菌种群富集,同时多种真菌类群数量减少,种群变化呈现单一化趋势。根际土壤微生物主要生理群分析表明,连作导致根际自生固氮菌与好气性纤维素分解菌数目明显下降,硝化细菌数量大幅增加,而氨化细菌数量变化不大。土壤酶活性测定结果表明,土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性随连作茬次增加而降低,脲酶活性稍有上升。     

玉竹连作对土壤微生物区系的影响

连作导致玉竹产量及品质下降,严重威胁玉竹的生产,对玉竹连作模式下相关土壤生态指标进行研究,对于认识和克服连作障碍具有十分重要的意义。为揭示玉竹连作对根际土壤微生态的影响,采用稀释平板测数法和最大或然数法研究了玉竹连作3年根际土壤和种植1年玉竹的根际土壤3大类群土壤微生物及主要功能微生物的数量变化。结果表明:连作对玉竹根际土壤微生物区系构成明显影响,其细菌数量较对照土壤降低了12.4%,放线菌数量降低了13.2%,真菌数量则增加了239%,好氧自生固氮菌数量降低了36.3%,氨化细菌数量降低了48.6%,硝化细菌数量变化不大,有机磷细菌数量增加了12.1%,无机磷细菌数量降低了71.1%。说明连作不利于玉竹根际土壤微生态质量的维持。     

不同连作苹果园土壤酶活性及微生物状况的调查研究

通过对山东省栖霞市不同连作苹果园的土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物数量调查发现：连作苹果园土壤的养分含量有所下降；土壤脲酶、中性磷酸酶、转化酶的活性下降；土壤中细菌数量大大减少，真菌的数量明显增多。轮作花生、玉米的果园和新果园土壤的养分、酶的活性和微生物的状况均好于连作果园。     

多菌灵与微生物有机肥复合对连作平邑甜茶幼苗及土壤的影响

为探索多菌灵与微生物有机肥对苹果连作障碍的缓解效果,以连作土盆栽平邑甜茶幼苗为试材,研究了多菌灵、微生物有机肥对平邑甜茶幼苗生长和土壤环境的影响。结果表明:与连作土对照相比,多菌灵和微生物有机肥复合施用可提高根系呼吸速率,促进根系生长,提高幼苗生物量,其中株高提高了38%,呼吸速率提高了36%;细菌/真菌值达到连作土对照的19.07倍;改变了土壤真菌群落结构,其中复合处理具有较高的优势度指数与较低的多样性、均匀度、丰富度指数;微生物有机肥、多菌灵与微生物有机肥复合施用对土壤酶有显著促进作用。因此,多菌灵与微生物有机肥复合施用可以更好地缓解苹果连作障碍。     

不同套作模式对温室连作番茄生长产量及土壤微生物与酶活性的影响

将莴苣和芹菜2种作物分别与番茄套作,研究了套作对番茄生长、产量、品质及根系土壤微生物数量和酶活性的影响,以期明确不同套作模式对番茄连作障碍的影响。结果表明:套作处理可以显著增加连作土壤中微生物总量、细菌数量和细菌/真菌比例,显著降低真菌数量,同时提高土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,从而减轻连作对番茄生长的影响,提高番茄产量,缓解番茄连作障碍。     

江苏省不同区域草莓连作土壤养分及微生物区系分析

【目的】探究不同区域草莓连作障碍的发生原因。【方法】用典型调查法调查并统计江苏省邳州港上镇、东海石榴镇和溧水白马镇草莓连作土壤的养分含量及微生物区系,并采集当地连作土与非连作土盆栽草莓,观察植株茎粗、鲜质量、株高、根长和根质量的生长状况。【结果】港上镇和石榴镇的草莓连作土壤有机质和碱解氮含量缺乏;港上镇0～10 cm土层的土壤有机质,有效钙、镁、铁和硼含量比10～20 cm土层低10.50%～54.65%,根际土壤养分流失严重;港上镇土壤有效锰含量缺乏,白马镇的土壤硼含量很缺乏;港上镇和白马镇的草莓连作土壤已发生轻度盐渍化,石榴镇土壤已发生中度盐渍化;各地连作土壤微生物均以细菌为主,真菌的数量最低;连作会给植株茎粗、鲜质量、株高、根质量和根长带来显著的负影响。【结论】草莓连作会使土壤理化性质改变、养分失衡以及微生物群落结构失衡,影响植株生长。生产上应尽可能采取措施避免连作,并及时对连作土壤进行修复改良。     

甜瓜连作对其根际土壤微生物和酶活性的影响

以大棚甜瓜连作土壤为研究对象,选择种植1、3、5、7、9年甜瓜大棚,采集根区土壤,采用平板计数法对土壤中细菌、真菌和放线菌数量进行统计,测定种植1年和连续种植3、5、7、9年甜瓜大棚土壤中细菌、真菌和放线菌数量及土壤酶活性的变化。结果表明:随着种植年限的增加,土壤中微生物总量、细菌和放线菌的数量呈现先升高后降低的趋势;真菌数量则呈上升趋势,且连作9年时真菌数量极显著增加。脲酶(Urease,UREA)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)的活性也呈现先升高后降低的变化趋势,UREA活性在连作3年时最高,PPO和CAT活性在连作5年时活性最高;而蔗糖酶(Saccharase,SAC)活性随着连作年限的增加呈降低的趋势,连作7年时活性极显著下降。表明甜瓜连作9年,根际土壤微生物结构失调,微生物由"细菌型"向"真菌型"过渡,土壤酶活性下降,连作障碍明显。     

长期大蒜连作复种秋白菜种植模式对土壤酶活性及微生物区系的影响

研究长期大蒜连作复种秋白菜对土壤酶活性和根际土壤微生物数量的影响。采集15、25、35、45年大蒜复种秋白菜连作土壤,分别测定大蒜生育期根际土壤微生物区系和酶活性的变化并探讨二者相互作用的关系。结果表明:在整个生育期土壤酶及微生物区系的变化以25年作为分割点,土壤脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶均表现为,连作25年以下,随生育期的变化呈"Z"字形,连作25年以上变化趋势为先升后降。随着种植年限增加根际土壤蔗糖酶活性下降分别为82.3%、63.6%、72.6%、53.7%;连作45年的土壤酸性磷酸酶活性下降幅度为10.9%。随着连作年限的增加,土壤中细菌和真菌的数量和比例变化表现为15年为较低值,随后表现为回升趋势,微生物三相比例趋于均一化。连作15年以上的土壤,微生物种群结构失调,表征土壤健康状况的土壤酶的活性开始下降,连作25年以上的土壤连作障碍极其显著。     

蔬菜作物轮作对西瓜连作土壤微生物种群和土壤酶活性的影响

采取连作20 a的种植嫁接西瓜的土壤,进行盆栽试验,分别种植芹菜、大葱、大蒜、西瓜.定期测定各处理土壤养分含量、pH值、土壤微生物数量和土壤酶活性等,评估不同蔬菜作物轮作对嫁接西瓜连作土壤环境的影响.结果表明:轮作大葱处理土壤中速效氮、速效钾含量最高,轮作芹菜土壤中速效磷含量最高,轮作大蒜土壤中有机质含量最高;连作西瓜的对照各种土壤酶的活性均显著低于轮作其他作物的处理;种植芹菜的处理土壤微生物总量最高,土壤细菌、真菌、放线菌数量、AM真菌孢子密度均显著高于连作西瓜处理.表明蔬菜轮作对修复嫁接西瓜连作土壤、改善土壤环境具有一定的作用.     

甜瓜设施栽培连作土壤的理化性质及生物活性

【目的】探讨设施栽培条件下甜瓜连作土壤的理化性质和生物活性的变化。【方法】以设施甜瓜连作0(对照)、1、3、5、7、10 a的根际土壤为研究对象,分别测定其理化性状指标、酶活性及微生物区系的变化,并评价它们之间的相关性。【结果】随着连作年限的增加,土壤p H值和容重不断降低,含盐量和有机质含量持续上升,连作3 a和10 a的土壤含盐量较对照分别增加46.97%和90.90%。速效氮含量不断上升,但速效磷和速效钾含量不断下降。土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈先升后降的变化趋势,连作3 a或5 a达到峰值,而过氧化氢酶和磷酸酶活性则持续下降。土壤中细菌和放线菌数量呈先升后降的变化趋势,而真菌数量则持续上升,连作10 a的数量高出对照16.08倍。3种细菌的生理类群数量变化与总的细菌相似,2种真菌致病菌的数量变化与总的真菌相似。相关分析显示,过氧化氢酶活性与有机质含量呈显著负相关,与速效磷和速效钾呈显著正相关;磷酸酶活性与含盐量和有机质含量呈显著负相关,与速效磷和速效钾呈显著正相关;细菌数量与蔗糖酶活性呈显著正相关;放线菌数量与土壤磷酸酶活性及速效磷含量显呈著负相关;真菌数量与土壤有机质和速效氮含量及蛋白酶活性呈极显著正相关,与速效钾含量呈显著负相关。【结论】设施甜瓜连作后土壤逐渐酸化并伴随盐渍化趋势,氮、磷、钾比例失调,连作3~5 a后大部分土壤酶活性开始下降,土壤真菌数量快速增加,土传病害病原菌不断累积,表现出明显的连作障碍。     

嫁接对寒地棚室茄子根际土壤微生物的影响

以"托鲁巴姆"茄子为砧木,以"龙园棚茄一号"为接穗,研究了嫁接技术对连作棚室茄子根际土壤微生物的影响。结果表明:随着连作年限的增加,未嫁接茄子根际土壤中的细菌和放线菌的数量明显降低,而真菌数量则明显增加,采用"托鲁巴姆"为砧木嫁接后与未嫁接相比,土壤中的细菌和放线菌稍有降低,但基本上仍维持在较高水平,真菌略有增加,土壤中的微生物数量基本上维持在相对平衡的水平。     

不同蛋白发酵物对连作土壤微生物环境和平邑甜茶幼苗生长的影响

为探讨不同物料蛋白发酵物防控苹果连作障碍的可行性,以盆栽平邑甜茶为试材,设连作土(对照)、灭菌土(高标对照)和分别在连作土中添加蚯蚓发酵物、大豆粕发酵物、杂鱼发酵物等5个处理,测定土壤微生物总量、有害真菌数量、土壤酶活性、土壤酚酸类物质含量、平邑甜茶生物量和植株根系相关指标.结果 表明添加3种不同蛋白发酵物均能有效提高...     

平邑甜茶幼苗与葱混作对苹果连作土壤环境的影响

盆栽条件下研究了葱(Allium fistulosum L.)与平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)混作对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长和生理的影响。结果表明:与连作土对照相比,平邑甜茶与葱混作能促进幼苗株高、地径、鲜样质量、干样质量的增长(分别为对照的1.42倍、1.67倍、3.63倍和2.99倍);提高了平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性(分别为对照的1.58倍、2.74倍、2.41倍和6.79倍);显著提高土壤中脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,均表现为混作石灰氮溴甲烷连作土;同时混作土壤中细菌数量为连作对照的2.44倍,放线菌数量为连作土对照的1.79倍,而真菌数量较连作土对照减少了69.4%,土壤中细菌/真菌比值表现为溴甲烷混作石灰氮连作土;提高了土壤真菌的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数,降低了优势度指数;土壤中尖孢镰刀菌数量明显减少。平邑甜茶幼苗与葱混作,可以减少连作土壤中真菌数量,提高细菌数量,减轻苹果的连作障碍。     

轮作对黄瓜连作土壤环境和产量的影响

为了评价栽培制度对连作障碍土壤的修复效果,采用盆栽方式,设置休闲、轮作、间作等处理,以生产中常用的栽培制度即夏季休闲的连作制度为对照,研究各处理对连作8年黄瓜的温室土壤生物修复效果及对后茬黄瓜产量的影响。结果表明,夏季温室休闲期种植青蒜和菠菜及白菜的处理可以显著降低土壤盐分积累,增加土壤微生物数量,抑制镰刀菌的增殖;叶菜－黄瓜－番茄栽培制度较对照收益提高了26.3％,青蒜－黄瓜－黄瓜栽培制度较对照提高了11.6％,黄瓜间作青蒜年收益和对照相近。从本试验的结果来看,填闲和轮作栽培制度可显著改善土壤微生物组成,利于修复连作障碍的土壤。     

枯草芽孢杆菌SNB-86菌肥对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤环境的影响

采用对峙法从苹果连作土壤中分离得到一株连作生防细菌SNB-86,鉴定为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。对该菌进行固态发酵制备菌肥。以苹果连作土盆栽平邑甜茶幼苗为材料,对盆栽土壤设置4个处理：不做任何处理（对照）、连作土经溴甲烷熏蒸、连作土中加入菌肥载体处理和枯草芽孢杆菌SNB-86菌肥处理。试验结果表明：SNB-86菌肥处理下连作平邑甜茶幼苗鲜质量和干质量分别增加了171.5%和142.3%,株高分别比对照和菌肥载体处理增加了97.9%和25.3%,地径增加了57.6%和6.2%,但SNB-86菌肥处理的幼苗长势均未超过溴甲烷处理。菌肥载体处理和SNB-86菌肥处理土壤中细菌和放线菌的数量都增加,SNB-86菌肥处理土壤真菌的数量显著降低,为对照中的32.3%,而菌肥载体处理仅比对照组降低了10%。溴甲烷熏蒸处理显著降低了土壤中微生物的数量,导致土壤酶活性低于对照。SNB-86菌肥处理和菌肥载体处理可显著提高连作土壤中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶的活性,菌肥载体处理次之;而溴甲烷熏蒸处理降低了这些酶的活性。SNB-86菌肥可以显著促进连作条件下平邑甜茶幼苗的生长,提高连作土壤酶活性,降低土壤中可培养真菌的数量,在一定程度上能缓解苹果连作障碍。