懷牛膝連作對(duì)根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性的影響.pdf

1、懷牛膝是一種非常適宜連作的道地性中藥材，連作下牛膝產(chǎn)量和藥用品質(zhì)均有顯著提高，為了全面了解懷牛膝連作對(duì)根際土壤微生物區(qū)系演變的作用效果，探討懷牛膝連作促進(jìn)的作用機(jī)理，本研究以連作兩年懷牛膝根際土壤(2Y)、連作20年懷牛膝根際土壤(20Y)和空白對(duì)照土壤(CK)為試驗(yàn)材料，測(cè)定了土壤的基本理化性質(zhì)，并聯(lián)合運(yùn)用Biolog微平板技術(shù)、磷脂脂肪酸(PLFA)技術(shù)和末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(T-RFLP)技術(shù)對(duì)根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣

2、性做進(jìn)一步研究，結(jié)果表明：
　　懷牛膝連作對(duì)土壤基本理化性質(zhì)產(chǎn)生顯著影響：對(duì)比20Y土壤和2Y土壤，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮（銨態(tài)氮）和速效磷均有所增加，尤其以全磷、速效氮（銨態(tài)氮）和速效磷增加較為顯著。對(duì)比20Y土壤與對(duì)照CK土壤，20Y土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮（銨態(tài)氮）和速效磷分別是CK土壤的1.05、1.59、1.99、1.1、1.85和1.88倍，這說(shuō)明懷牛膝連作一定程度上改善根際土壤環(huán)境，提高土壤的

3、保肥能力和補(bǔ)給能力，不僅有利于植株的生長(zhǎng)，還為根際微生物活動(dòng)提供營(yíng)養(yǎng)和能源。
　　Biolog、PLFA和 T-RFLP三種實(shí)驗(yàn)技術(shù)的結(jié)果分析表明，連作使得懷牛膝根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，而微生物多樣性差異不顯著。Biolog實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同連作年限的三種土壤樣品其微生物群落對(duì)碳源底物的代謝活性存在明顯差異，其中20Y土壤微生物對(duì)氨基酸類(lèi)的代謝活性較高，對(duì)多聚物、酚酸類(lèi)、羧酸類(lèi)的代謝活性較低。通過(guò)PLFA實(shí)驗(yàn)從土壤中提

4、取到28種PLFAs生物標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)2Y和20Y土壤中，細(xì)菌PLFA相對(duì)總量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占有率分別為51.12%和48.54%，真菌次之，PLFA相對(duì)含量占有率分別為26.6%和28.54%，原生動(dòng)物和放線菌依次減少。但20Y土壤中，真菌、放線菌和原生動(dòng)物的PLFA相對(duì)含量比2Y分別高出19.4%、1.4%和2.3%。T-RFLP技術(shù)采用HaeⅢ、MspI、AluI、AfaI四種限制性?xún)?nèi)切酶進(jìn)行酶切，其中經(jīng)AfaI酶切后，CK、2Y、20

5、Y分別獲得235、230和160個(gè)有效T-RF片段。與數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)后，發(fā)現(xiàn)一些有益菌（以芽孢桿菌屬和類(lèi)芽孢桿菌屬為主），包括枯草芽孢桿菌、浸麻類(lèi)芽孢桿菌、環(huán)狀芽孢桿菌、球形芽孢桿菌、假單胞菌屬等和一些改善土壤質(zhì)地，防治植物病害的功能菌（如鏈霉菌屬等）隨著連作年限的增加而不斷增加，而以支原體屬為主的病原菌則不斷減少。
　　綜上，連作使得懷牛膝根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，但微生物多樣性差異較不顯著。隨著懷牛膝種植年限的增加，一些

6、有益菌和功能菌（有益真菌、放線菌、原始動(dòng)物和芽孢桿菌屬、類(lèi)芽孢桿菌屬和鏈霉菌屬等）不斷富積，而一些病原菌（利用酚酸類(lèi)代謝的有害菌、支原體屬等）的數(shù)量則不斷減少，這可能與長(zhǎng)期連作下，懷牛膝根系分泌物的不斷釋放與累積有關(guān)。在根系分泌物的介導(dǎo)下，根際土壤微生物之間此消彼長(zhǎng)，有益微生物之間互利協(xié)作，提高了根系的抗性水平，改善土壤肥力和補(bǔ)給能力，土壤微生物群落在不斷的競(jìng)爭(zhēng)中趨于一種動(dòng)態(tài)平衡，調(diào)節(jié)著土壤微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與植物吸收，從而促