【摘要】：新疆加工番茄已形成的區(qū)域化分布、集約化生產(chǎn)的現(xiàn)狀,導(dǎo)致重茬(即連作)普遍存在且已成為限制其穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的主要原因。本文以新疆加工番茄1~7年連作土壤為研究對象,從根際土壤微生態(tài)角度,利用PLFA、PCR-DGGE等方法,研究了加工番茄不同生育時期(花果期、膨大期和成熟期)、不同連作年限(正茬、連作3年、5年、7年)處理等條件下的土壤理化性狀、微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性變化,目的在于明確加工番茄長期連作下土壤質(zhì)量演變及根際土壤微生物種群變化規(guī)律,探討化感作用對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及組成的影響,闡明加工番茄連作障礙形成機理,主要結(jié)論如下:1.加工番茄連作致使土壤養(yǎng)分配比不平衡,連作障礙顯著。隨著連作年限的延長,土壤pH值升高,全磷、速效磷及全鉀含量呈先升后降的趨勢,土壤容重?zé)o明顯變化。土壤有機質(zhì)、全氮和速效鉀含量隨連作年限的延長呈逐漸降低趨勢,連作7年時土壤有機質(zhì)、全氮及速效鉀含量較對照分別下降了8%、21%和29%,差異顯著(P0.05)。土壤C/N隨加工番茄連作年限的增加基本呈增大趨勢,連作7年時達到最大值,是對照的1.58倍,差異極顯著(P0.01)。2.加工番茄連作顯著抑制了土壤微生物活性。隨著種植年限的延長,土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和微生物熵(qMB)呈顯著降低趨勢,連作7年時,與對照相比分別降低了48.2%、78.8%和52.3%,差異極顯著(P0.01),而土壤微生物量磷(SMBP)呈先升后降趨勢。土壤過氧化氫酶活性呈顯著升高趨勢,而脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶及磷酸酶活性的變化則相反,連作7年時過氧化氫酶活性達到最大值2.10 mg?g-1,較對照增加了52.4%,差異極顯著(P0.01)。相關(guān)分析表明,土壤pH、土壤微生物量、qMB、土壤酶活性及土壤養(yǎng)分之間相關(guān)性極為密切,說明土壤微生物量和土壤酶活性相結(jié)合可以反映土壤質(zhì)量的變化。3.隨加工番茄連作年限的增加,真菌PLFAs含量顯著升高,細菌PLFAs含量、土壤PLFAs總量及細菌和真菌PLFAs比值顯著降低,而放細菌PLFAs含量變化無規(guī)律。膨大期,細菌和放線菌PLFAs含量最大;成熟期,真菌PLFAs含量最大;土壤PLFAs總量在不同生育時期的大小順序為膨大期成熟期花果期,表明連作對加工番茄各生育期根際土壤微生物的影響存在差異,且真菌比細菌更能適應(yīng)養(yǎng)分貧瘠的條件。從多樣性指數(shù)分析看,Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Brillouin指數(shù)和Pielou指數(shù)均隨加工番茄連作年限的延長呈先升后降的變化,其中連作3年時其根際土壤微生物各項指數(shù)最大,連作7年最小,表明在本試驗?zāi)晗薹秶鷥?nèi),連作使得微生物群落多樣性與均勻程度皆出現(xiàn)了一定程度的降低。相關(guān)性分析表明,土壤細菌、真菌和放細菌各PLFAs量、土壤PLFAs總量與土壤微生物生物量、土壤肥力因子之間存在相關(guān)性,表明土壤微生物量與土壤的肥沃程度相關(guān),可以用土壤微生物量作為評價土壤肥力的生物學(xué)指標(biāo)�？梢�,加工番茄連作改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu),降低了土壤微生物量,最終在根際土壤微生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境因子等因素的綜合作用下產(chǎn)生連作障礙。4.隨著加工番茄連作年限的延長,根際土壤細菌的豐富度和ShannonWiener多樣性均有所降低,而真菌的豐富度和多樣性有所升高,且成熟期花果期。連作對土壤細菌和真菌的Pielou均勻度指數(shù)影響不明顯,說明各處理土壤微生物類群分布比較均勻。連作明顯改變了土壤中土著細菌的群落結(jié)構(gòu),一些土著細菌優(yōu)勢種群數(shù)量減少或消失;土壤真菌的優(yōu)勢種群隨連作年限的變化較大,某些真菌類群大量富集,而另一些真菌數(shù)量明顯減少,甚至消失,其中,加工番茄連作5年時土壤中新出現(xiàn)的真菌優(yōu)勢種群最多,且與其他真菌種群的數(shù)量差異較大。加工番茄連作后土壤細菌和真菌群落結(jié)構(gòu)失衡可能是產(chǎn)生連作障礙問題的重要因素。從條帶測序結(jié)果看,各連作處理土樣中細菌優(yōu)勢種群屬于Pseudomonas sp.、Arthrobacter ramosu、Alpha proteobacterium、Uncultured alpha proteobacterium和Uncultured bacterium,真菌優(yōu)勢種群屬于Uncultured fungus、Geosmithia putterillii、Amylomyces rouxii、Candida tropicalis和Myrothecium sp.。5.加工番茄成熟期,果數(shù)、果重和產(chǎn)量均隨著連作年限的增加呈顯著降低趨勢,且產(chǎn)量與連作年限之間呈極顯著負(fù)相關(guān),y=?26.261x+520.55(r=0.9746**)。其中,連作7年時果數(shù)、果重和產(chǎn)量較對照分別降低達17.1%、20.2%和33.9%,差異極顯著(P0.01)。6.加工番茄長期連作會改變土壤微生物區(qū)系,降低土壤微生物活性,導(dǎo)致土壤養(yǎng)分配比失衡,連作障礙明顯,最終引起加工番茄產(chǎn)量的下降。因此,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,新疆加工番茄最好與禾本科作物合理輪作,但應(yīng)避免將辣椒、茄子等茄科作物為前茬。本研究建議加工番茄連作年限最好不要超過3年,連作期間加工番茄收獲后及時清除田間病株殘體,盡早秋耕冬灌,同時特別要加強在膨大期至成熟期時田間病害的防治。
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【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S641.2;S154.36

【參考文獻】

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本文編號：2390773