伴生對(duì)土壤微生物菌群的影響及其對(duì)黃瓜生長(zhǎng)的反饋?zhàn)饔?pdf

1、黃瓜（Cucumis sativas L.）是我國(guó)設(shè)施栽培的重要蔬菜作物之一，經(jīng)濟(jì)效益顯著，面積也在不斷擴(kuò)大。然而，長(zhǎng)時(shí)間的單一種植模式導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣、生長(zhǎng)發(fā)育變差等現(xiàn)象，已成為影響我國(guó)設(shè)施黃瓜生產(chǎn)的重要瓶頸之一。
　　研究表明，長(zhǎng)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(jié)構(gòu)變差，土壤營(yíng)養(yǎng)失衡，土傳病原菌數(shù)量增加;而多樣性種植可提高植物根際微生物群落結(jié)構(gòu)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(yàn)以黃瓜為主栽作物，利用PCR-DGGE、Real-time PCR以及高通量測(cè)序技術(shù)，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(duì)黃瓜產(chǎn)量、土壤酶活性、土壤細(xì)菌、真菌、假單胞菌群的影響;利用土壤接種試驗(yàn)，分析了不同作物伴生后土壤微生物的變化對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響，旨在探討伴生不同作物對(duì)土壤微生物菌群的影響及其對(duì)黃瓜生長(zhǎng)的反饋?zhàn)饔茫瑸樵O(shè)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(jù)。所得主要結(jié)果如下:
　　(1)伴

3、生不同作物對(duì)黃瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量，但與單作間差異不顯著。
　　(2)伴生不同作物對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)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(duì)黃瓜土壤酶活性產(chǎn)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(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響。春、秋茬細(xì)菌DGGE結(jié)果發(fā)現(xiàn):油菜、芥菜伴生處理的條帶數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均顯著高于單作。春茬假單胞菌的DGGE結(jié)果表明:三葉草伴生處理的條帶數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均顯著高于單作;秋茬假單胞菌的DGGE結(jié)果說明:小麥、黑麥、苜蓿和芥菜伴生處理的條帶數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均顯著高于單作。
　　(5)伴生不同作物對(duì)土壤微生物群落豐度產(chǎn)生影響。Real-Time PCR結(jié)果表明:春茬:油

6、菜和茼蒿伴生處理的細(xì)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(shí)，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(shí)，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(duì)細(xì)菌和真菌類群分布產(chǎn)生影響。Miseq高通量測(cè)序從綱和屬水平分析，春茬細(xì)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(duì)豐度;春茬真菌類群分布降低土壤中被孢霉屬的相對(duì)豐度;秋茬細(xì)菌類群分布:不同作物伴生降低了梭菌綱、梭菌屬的相對(duì)豐度，卻增加了γ-變

8、形菌綱的相對(duì)豐度;秋茬真菌類群增加了盤菌綱、被孢霉屬的相對(duì)豐度。
　　(7)對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)反饋?zhàn)饔玫挠绊憽４翰?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(jìn)了春、秋茬黃瓜的生長(zhǎng)，且提高了春茬黃瓜產(chǎn)量，同時(shí)，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(xì)菌群落結(jié)構(gòu)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(duì)春茬和秋茬真菌類群分布影響最大;土壤反饋試驗(yàn)顯示，接種7種混合伴生土壤的顯著促進(jìn)了黃瓜幼苗的生長(zhǎng)。小麥伴生促進(jìn)了黃瓜的生長(zhǎng)、增加土壤