番茄连作与轮作土壤生物学特性及细菌群落结构的比较

随着全国番茄(Lycopersicon esculentum)的规模化生产以及形成相对固定的生产区域,番茄连作障碍现象逐年严重。文章针对番茄连作、轮作土壤的生物学特性及细菌群落结构展开了分析,旨在揭示连作与轮作土壤中生物学特性及细菌群落结构的变化规律,为保障番茄产业的可持续发展提供技术支撑。试验分别设置番茄-番茄、番茄-茄子(Solanium melongena)、番茄-辣椒(Capsicum annuum)连作和番茄-黄瓜(Cucumis sativus L.)、番茄-白菜(Brassica campestris L.)、番茄-菜豆(Phaseolus vulgaris)轮作共6个处理。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)以及稀释平板法等现代和传统分析技术,比较分析了连作和轮作不同蔬菜作物对土壤生物学性状和细菌群落结构的影响。结果表明:番茄连作导致土壤可培养细菌、放线菌数量显著降低,真菌数量显著增加,微生物群落由细菌型向真菌型转变;同时连作还导致土壤中指示土壤肥力的微生物生物量碳、氮和涉及碳、氮、磷循环相关酶活性显著降低;此外,番茄连作导致土壤细菌多样性指数(H)、均匀度指数(EH)和丰富度指数(S)下降,番茄连作土壤中主要以不可培养细菌(Uncultured bacterium)为优势种属。相比之下,番茄轮作不仅能显著增加微生物数量,提高土壤微生物生物量碳、氮和酶活性,而且轮作土壤中除了维持较高的细菌多样性之外,还出现假单胞杆菌属(Pseudomonas sp.)等促生细菌种属。表明番茄轮作有利于提高土壤肥力和保持土壤健康。其中,番茄轮作黄瓜、白菜和菜豆3种不同科属蔬菜作物中,以轮作菜豆更有利于提高土壤肥力和保持土壤健康。

番茄青枯病罹病植株和健康植株根际土壤理化性状及生物学特性的比较

采用对比分析的方法,研究了广西主要番茄产区青枯病罹病植株和健康植株根际土壤的理化性状和生物学特性。结果表明:与健康植株相比,番茄青枯病罹病植株根际土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾含量以及碱解氮、速效磷、速效钾含量等非生物因子均呈下降趋势,尤其是碱解氮、速效磷和速效钾含量的下降趋势尤为显著。另一方面,番茄青枯病罹病植株根际土壤中可培养细菌、放线菌数量极显著减少,而可培养真菌数量极显著增加;同时,涉及碳、氮、磷循环的相关酶(β-葡糖苷酶、磷酸酶、蛋白酶)活性和微生物生物量碳、氮显著或极显著降低。

番茄青枯病罹病植株和健康植株根际土壤细菌群落结构的初步分析

采用聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术对番茄青枯病罹病植株和健康植株根际土壤的细菌群落结构变化进行了比较分析。结果表明:番茄健康植株根际土壤细菌多样性指数(Shannon-Wiener index,H)、丰度(Richness,S)和均匀度(Evenness,EH)分别为2.217、14和0.840,而青枯病罹病植株根际土壤细菌多样性指数、丰度和均匀度指数(轻度萎蔫为1.579、10、0.686;重度萎蔫为1.571、7、0.807)均低于健康植株,而且随着发病症状的加剧多样性指数和丰度呈下降趋势。