【摘要】：我國是設(shè)施栽培農(nóng)業(yè)大國,連作現(xiàn)象非常普遍。土壤微生物群在作物健康方面發(fā)揮著重要作用,因此調(diào)控土壤微生物群是保證設(shè)施作物產(chǎn)量的重要措施,而土壤理化性質(zhì)是影響微生物群落的決定性因素。設(shè)施環(huán)境特殊加之水肥投入大,使土壤理化條件改變劇烈,土壤健康惡化。黃瓜和番茄具有嚴(yán)重的連作障礙,以往的研究探索了連作作物根際微生物的變化,但是很少關(guān)注在長期連作過程中,溫室土壤理化性質(zhì)劇烈改變的情況下,根際微生物的變化規(guī)律。本研究利用16S和ITS擴(kuò)增子高通量測序技術(shù)結(jié)合定量PCR方法,研究實(shí)際生產(chǎn)中溫室連作黃瓜根際真菌和細(xì)菌群體變化及其與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系。同時,在實(shí)驗(yàn)溫室中建立黃瓜連作體系,明確有機(jī)質(zhì)改良對于黃瓜連作障礙的緩解作用和對黃瓜根際微生物區(qū)系的影響。主要結(jié)果如下:(1)隨著連作年限的增加,黃瓜溫室土壤氮、磷養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)大量積累:土壤有機(jī)碳含量范圍為7.84~67.17 g/kg;土壤全氮和速效氮含量分別為1.35~8.54 g/kg和187.21~1295.26 mg/kg;土壤全磷含量為0.014~0.243%。同時土壤鹽含量增高,逐漸出現(xiàn)鹽漬化,土壤EC值范圍42.5~1632μs/cm;土壤pH(4.28~6.45)隨著連作時間增加先降低后回升。番茄土壤有機(jī)質(zhì)和氮含量隨連作年限先積累,在長連作年限樣品中含量回落,總體含量低于黃瓜連作土壤,而磷和鉀含量高于黃瓜土壤;多數(shù)土壤EC值在800μs/cm以下。(2)溫室連作黃瓜根際細(xì)菌數(shù)量為2.13×10~8~5.11×10~9 copies/(g干土),真菌數(shù)量為6.70×10~6~2.88×10~8 copies/(g干土)。溫室連作番茄根際細(xì)菌數(shù)量范圍為1.61×10~9 copies/(g干土)~10.90×10~9copies/(g干土);真菌數(shù)量范圍為1.84×10~7 copies/(g干土)~10.50×10~7 copies/(g干土)。真菌和細(xì)菌的數(shù)量連作后升高,與土壤養(yǎng)分積累有關(guān),真菌主要與有機(jī)質(zhì)和全氮有關(guān),細(xì)菌主要與速效養(yǎng)分增加有正相關(guān)。(3)溫室連作黃瓜根際真菌和細(xì)菌多樣性連作后下降,其中土壤鹽漬化是降低真菌和細(xì)菌多樣性的主要因素,土壤酸化降低細(xì)菌多樣性。連作番茄根際細(xì)菌多樣性與pH呈正相關(guān)。(4)溫室連作黃瓜根際潛在拮抗細(xì)菌包括Bacillus,Pseudomonas和Streptomyces的OTUs絕對豐度在連作土中更高,隨著連作年限的增加(3~25年)有先降低再升高的趨勢。注釋為Fusarium的OTU的絕對豐度隨著連作年限增加有先升高再降低的趨勢。Fusarium豐度降低與拮抗菌豐度升高和土壤有機(jī)質(zhì)大量增加有關(guān)。(5)連作黃瓜土壤施用有機(jī)肥,能緩解黃瓜連障礙,改變連作黃瓜根際真菌和細(xì)菌群落,降低黃瓜根際鐮孢菌豐度。結(jié)果將有助于進(jìn)一步了解設(shè)施土壤微生物變化特點(diǎn),為設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤微生物調(diào)控、土壤改良與管理提供理論依據(jù),有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
【圖文】：

肥農(nóng)藥的使用具有 定的隨意性，依據(jù)行情、長勢以及病但全部溫室均在茬前整地時使用 次糞肥，因而肥料施用 個不同連作年限(主要包括 1 年(新建溫室)2 個、3 年、7 年)的黃瓜溫室土壤，，同時采集了溫室外周圍的玉米土壤 4 包括 1~3 年連作溫室 3 個、5~7 年 3 個、11~15 年 3 個和 2了溫室周圍的大田玉米土壤 4 份作為對照。的采集方法016年11月中下旬進(jìn)行，此時大多數(shù)溫室黃瓜處于開花結(jié)溫室番茄處于開花結(jié)果期（定植時間為 2016 年 8 月至 9 月，按照“N”形折線選擇 7 棵植株作為取樣點(diǎn)，這 7 個地壤樣品以減小取樣造成的誤差。對每 棵植株，收集耕作壤(定義為根際土壤)到無菌塑料袋中，保存在干冰內(nèi)，運(yùn)保存，用于土壤 DNA 提取。同樣采集同 耕作層的非根際室測定土壤理化性質(zhì)。

圖 2.2 溫室連作黃瓜土壤養(yǎng)分含量與連作年限的回歸曲線Figure. 2.2 The relationship between soil nutrient content and monoculture years實(shí)測二次函數(shù)Y = 2.41 + 0.01 x -0.00079 x2R2=0.275P = 0.09圖 2.3 黃瓜連作溫室土壤全鉀含量與連作年限的回歸曲線Figure 2.3 The relationship between soil total potassium content and monoculture years
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S626;S641.2;S642.2

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本文編號：2638071