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浙江苍南番茄-水稻轮作对连作土壤理化性质和微生物群落的影响
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作者 王少骅 沈年桥 +8 位作者 储天然 吴永汉 李康宁 石延霞 谢学文 李磊 范腾飞 李宝聚 柴阿丽 《中国农业科学》 北大核心 2025年第4期692-703,共12页
【目的】浙江苍南番茄长期连作导致土壤酸化、次生盐渍化、土壤板结和土传病害严重等一系列土壤连作障碍问题。本论文通过分析番茄-水稻轮作对长期连作土壤理化性质、酶活性、微生物量和微生物群落结构等的影响,旨在提供一种减轻土壤连... 【目的】浙江苍南番茄长期连作导致土壤酸化、次生盐渍化、土壤板结和土传病害严重等一系列土壤连作障碍问题。本论文通过分析番茄-水稻轮作对长期连作土壤理化性质、酶活性、微生物量和微生物群落结构等的影响,旨在提供一种减轻土壤连作障碍、改善土壤环境的方法。【方法】设置番茄连续单作18年(T1)、番茄连作17年后番茄-水稻轮作1年(T2)、番茄连作15年后番茄-水稻轮作3年(T3)3组试验处理,采集土壤样本。采用p H计和电导率仪测定土壤p H和EC值,高温燃烧法、凯氏定氮法、氯化钾溶液浸提法等方法测定土壤总碳、总氮、铵态氮等土壤理化性质。使用酶活性试剂盒测定土壤酶活性,q PCR技术检测微生物总量和有害微生物浓度,选择性培养基平板涂布计数法对土壤可培养微生物进行计数。采用Mi Seq PE3000高通量测序平台进行土壤宏基因组测序、拼接组装、序列比对和功能注释。【结果】不同处理土壤理化性质差异显著,番茄-水稻轮作1年和3年分别将土壤p H从单作的5.20提高至6.04和6.73,将EC值从单作的558μS·cm^(-1)降至417和445μS·cm^(-1),碳氮比从9.16提高至10.45和10.74。轮作后土壤酶活性提高,过氧化氢酶、脲酶、多酚氧化酶活性分别由11.72μmol·d^(-1)·g^(-1)、10.76μg·d^(-1)·g^(-1)和22.67 mg·d^(-1)·g^(-1)提高至58.58μmol·d^(-1)·g^(-1)、142.48μg·d^(-1)·g^(-1)和37.10 mg·d^(-1)·g^(-1)。轮作后微生物数量和群落结构发生变化,有害微生物减少,土壤可培养放线菌含量增加,真菌/细菌比值降低,绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)等显著增加,放线菌门(Actinobacteria)显著减少;轮作3年土壤中青枯、软腐、枯萎病菌的含量分别降至1.76×10~3、7.28×10~2和3.07×10^(3 )copies/g。轮作后土壤微生物潜在功能发生变化,碳水化合物代谢、能量代谢等相关基因丰度增加,新陈代谢中碳水化合物代谢相关基因上调。【结论】番茄-水稻轮作可改善长期单作导致的土壤酸化、盐碱化和土壤元素不平衡,提高土壤碳氮比和酶活性,减轻土传病害的发生,使得土壤由真菌型向细菌型转化,并改变了土壤微生物群落结构,促进土壤微生物碳水化合物代谢,对改善土壤连作障碍具有重要作用。 展开更多
关键词 番茄-水稻轮作 土壤 理化性质 有害微生物 微生物群落
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