設(shè)施連作番茄根際微生物分析

黃曉德 趙伯濤 錢驊

摘要 本文研究了設(shè)施栽培的番茄連作模式下，基質(zhì)和土壤中根際微生物組成及數(shù)量的變化。結(jié)果表明，設(shè)施番茄根際微生物中，細(xì)菌總數(shù)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，放線菌次之，真菌數(shù)量最少。隨著連作年數(shù)和茬數(shù)的增加，根際細(xì)菌、放線菌數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，真菌數(shù)量明顯增加。

關(guān)鍵詞 番茄；連作；根際微生物

中圖分類號(hào) S436.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）12-0080-01

Abstract In this paper，the composition and quantity of microorganisms in rhizosphere of tomato during continuous cropping were studied.The results showed that，the total number of bacteria in rhizosphere microorganisms of tomato was the highest，followed by actinomyces，and fungi were the least.With the increase of the continuous cropping years and stubble number，the number of rhizosphere bacteria and actinomycetes had decreased，and the number of fungi had increased significantly.

Key words tomato；continuous cropping；rhizosphere microorganism

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是我國(guó)重要的設(shè)施蔬菜作物，2014年江蘇省番茄設(shè)施栽培面積約5.53萬hm2 [1]。設(shè)施栽培技術(shù)的發(fā)展有效解決了番茄周年均衡生產(chǎn)和市場(chǎng)供應(yīng)的問題。但是在設(shè)施栽培模式下，茬口相對(duì)固定，難以實(shí)施倒茬。為了獲取最好的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)者在生產(chǎn)中往往采取錯(cuò)時(shí)栽培、連作栽培模式，容易造成土壤中有微生物構(gòu)成的變化，產(chǎn)生連作障礙，影響蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。

現(xiàn)代研究認(rèn)為，植物根際微生物的變化是導(dǎo)致連作障礙的主要原因之一[2-5]。設(shè)施栽培中，土壤或基質(zhì)一年四季均具有病原菌生長(zhǎng)繁殖的適宜溫濕度，使病原菌數(shù)量不斷累積，同時(shí)設(shè)施栽培中化肥的過多使用也導(dǎo)致根際土壤理化環(huán)境的變化，影響了根際微生物的數(shù)量和組成，導(dǎo)致根際病原菌大量繁殖，有益微生物數(shù)量減少，從而使作物病害多發(fā)，產(chǎn)生連作障礙現(xiàn)象。本研究針對(duì)不同連作年限設(shè)施番茄根際微生物組成及數(shù)量的變化進(jìn)行了初步分析，以期為連作障礙的防治技術(shù)和藥劑的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)材料。栽培基質(zhì)及土壤樣品采自吳中西山國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)綠光農(nóng)場(chǎng)蔬菜溫室（表1）。連作基質(zhì)及土壤均未經(jīng)過土壤殺菌處理，樣品采用五點(diǎn)法采集番茄根區(qū)5～10 cm處，裝入無菌聚乙烯自封袋中，采回樣品后即刻進(jìn)行微生物的分離培養(yǎng)、鑒定。

1.1.2 試劑儀器。主要試劑：孟加拉紅培養(yǎng)基、牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、高氏Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基，均為北京奧博星生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品。主要儀器：UTP-313型電子天平（上海花潮電器有限公司）、HWS-12型電熱恒溫水浴鍋（上海一恒試驗(yàn)設(shè)備有限公司）、JCS-600電子天平（凱豐集團(tuán)有限公司）、YHG-9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海姚氏儀器設(shè)備廠）、LIDA921型精密pH計(jì)（上海理達(dá)儀器廠）、1J2003-04型立式壓力蒸汽滅菌器筒（上海東亞壓力容器制造有限公司）；超凈工作臺(tái)（蘇州凈化設(shè)備廠）、電熱恒溫兩用箱（南京實(shí)驗(yàn)儀器廠）、BH-2型相差顯微鏡（日本OLYMPUS公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理。采集的基質(zhì)及土壤樣品，保藏于4 ℃冰箱，準(zhǔn)確稱取10 g已過篩的土壤，于超凈工作臺(tái)下加入盛有90 mL無菌水的三角瓶中，振蕩30 min，得10-1倍的樣液。

1.2.2 微生物的分離培養(yǎng)。采用稀釋平板法對(duì)真菌、放線菌和細(xì)菌進(jìn)行分離和數(shù)量測(cè)定[6-7]。吸取10-1的樣液1 mL，加入9 mL無菌水，得10-2稀釋液，按上述方法依次稀釋得10-3、10-4、10-5、10-6樣品稀釋液。分別涂布接種到孟加拉紅、牛肉膏蛋白胨、高氏Ⅰ號(hào)的平板培養(yǎng)基上，按照真菌25 ℃、細(xì)菌30 ℃、放線菌28 ℃進(jìn)行培養(yǎng)。

1.2.3 微生物的計(jì)數(shù)。接種平板培養(yǎng)3～5 d時(shí)，根據(jù)菌落的生長(zhǎng)情況統(tǒng)計(jì)真菌、細(xì)菌、放線菌的數(shù)量，結(jié)合樣品的稀釋倍數(shù)，按照土壤微生物濃度（cfu/g）=（菌落平均計(jì)數(shù)×稀釋倍數(shù)）/菌液加入量（mL）計(jì)算出樣品中可培養(yǎng)真菌、細(xì)菌、放線菌的濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 連作對(duì)基質(zhì)根際微生物的影響

以未栽培使用過的新基質(zhì)為對(duì)照，對(duì)1～3年連作基質(zhì)中的細(xì)菌、真菌和放線菌進(jìn)行分離培養(yǎng)，菌落統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖 1所示。可以看出，番茄栽培基質(zhì)中普遍存在放線菌、細(xì)菌和真菌等微生物。但3種微生物的數(shù)量隨著連作年限的增加，呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，在未栽培過番茄的新基質(zhì)中，細(xì)菌的數(shù)量最多，達(dá)到7.86×107 cfu/g，占培養(yǎng)微生物數(shù)量的94.7%；放線菌數(shù)量次之，為4.03×106 cfu/g；真菌數(shù)量最少，為9.98×104 cfu/g。隨著連作年限的增加，細(xì)菌和放線菌數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，連作3年的基質(zhì)中細(xì)菌數(shù)量已經(jīng)下降為6.24×106 cfu/g，放線菌數(shù)量下降到7.85×105 cfu/g，而真菌數(shù)量隨連作年限的增加呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，連作3年的基質(zhì)中真菌數(shù)量為3.56×105 cfu/g，較對(duì)照新基質(zhì)增加了1個(gè)數(shù)量級(jí)。

2.2 連作對(duì)土壤根際微生物的影響

以5年內(nèi)無番茄栽培史的土壤為對(duì)照，對(duì)設(shè)施連作栽培番茄1～3、3～5、5～8年的土壤中的根際微生物進(jìn)行了分離培養(yǎng)，結(jié)果如圖2所示。

可以看出，在栽培連作番茄的土壤中，細(xì)菌數(shù)量明顯高于放線菌、細(xì)菌和真菌等微生物的數(shù)量。隨著連作年限的增加，根際微生物的總量有所下降，組成比例也發(fā)生了明顯變化。連作5～8年后，細(xì)菌數(shù)量由對(duì)照土壤的1.73×107 cfu/g下降到1.62×106 cfu/g，真菌數(shù)量由3.69×104 cfu/g上升為2.89×105 cfu/g。在根際微生物構(gòu)成中細(xì)菌數(shù)量的占比由94.3%下降到70.7%，而真菌的數(shù)量占比由0.2%增加到12.6%，同時(shí)放線菌的數(shù)量也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

3 結(jié)論與討論

根際微生物的變化是造成作物連作障礙的重要因素。通過對(duì)設(shè)施番茄栽培基質(zhì)和土壤中根際微生物的組成和數(shù)量分析表明，設(shè)施連作番茄根際微生物主要有細(xì)菌、放線菌和真菌，連作栽培初始階段細(xì)菌數(shù)量和占比均最大，基質(zhì)中達(dá)7.86×107 cfu/g，土壤中為1.73×107 cfu/g，占比在90%以上，放線菌次之、真菌最少。

通過比較發(fā)現(xiàn)，隨著連作栽培年限的增加，番茄根際微生物的組成結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，細(xì)菌在根際微生物構(gòu)成中的占比下降，而真菌的數(shù)量占比呈上升趨勢(shì)，可能是受番茄根系分泌物的影響，根際土壤環(huán)境發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致了根際微生物中細(xì)菌、放線菌、真菌的數(shù)量和組成發(fā)生變化，根際土壤由細(xì)菌型向真菌型轉(zhuǎn)變。同時(shí)，由于番茄致病菌中以真菌居多，根際土壤真菌的增多，也可能是番茄連作過程中真菌病害的發(fā)生，真菌性病源菌在土壤中的積累造成的，這種變化又反過來加重了番茄土傳病害，從而導(dǎo)致了連作障礙的發(fā)生。

4 參考文獻(xiàn)

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