不同微生物菌处理对番茄土壤微生物多样性的影响.pdf
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1、新疆农业科学():./.不同微生物菌处理对番茄土壤微生物多样性的影响王丹丹李 燕张庆银李世东庞永超马琨芝马 龙牛瑞生钟增明齐连芬师建华(石家庄市农林科学研究院石家庄.中国农业科学院植物保护研究所北京.高邑县农业执法大队河北高邑.高邑县农业技术推广中心河北高邑.北京启高生物科技有限公司北京)摘 要:【目的】评估不同微生物菌处理对番茄土壤微生物多样性的影响为改善土壤微生物多样性、增加番茄产量提供理论依据与参考【方法】以水果型番茄农博粉 为试材采用高通量测序技术研究放线菌()、枯草芽孢杆菌()、哈茨木霉菌()种微生物菌处理以不施用微生物菌对照()进行番茄土壤微生物多样性及与环境相关性的影响【结果】哈
2、茨木霉()处理的土壤中细菌含量最高放线菌()处理的土壤中真菌含量最高、的细菌和真菌的比例均大于对照土壤微生物呈现“细菌化”多样性显示和 的细菌种类多于、的真菌种类均少于 处理的细菌 和 指数均低于和 处理的细菌 和 指数均高于 种微生物菌处理的真菌 和 指数均高于 对照、放线菌、枯草芽孢杆菌、哈茨木霉 个处理间存在差异相同处理间存在较强的一致性和 微生物菌处理的细菌和真菌多样性较为相似 细菌中、为优势细菌属 真菌中(镰刀菌属)、(未分类毛壳菌科)、(被孢霉属)为优势真菌属镰刀菌属()在 个不同处理中相对丰度最高 细菌和真菌中叶宽与微生物群落分布间的相关性均最小叶长、株高、茎粗和产量与微生物群落
3、分布间的相关性高放线菌和哈茨木霉对番茄土壤微生物的影响相对较大叶长、叶宽、茎粗与放线菌的相关性最高产量与哈茨木霉的相关性最高【结论】不同微生物菌处理对番茄土壤微生物多样性影响不同但放线菌和哈茨木霉对番茄土壤微生物的影响相对较大叶长、叶宽、茎粗与放线菌的相关性最高哈茨木霉与产量的相关性最高关键词:微生物菌番茄高通量测序微生物多样性中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期():基金项目:河北省重点研发计划项目()作者简介:王丹丹()女河北献县人农艺师硕士研究方向为设施蔬菜栽培与生理().通信作者:齐连芬()女河北任丘人推广研究员硕士研究方向为设施蔬菜栽培与生理().师建华()女河北井陉人正高
4、级农艺师研究方向为设施蔬菜栽培与生理().引 言【研究意义】番茄是世界范围内栽培面积最广的蔬菜作物之一 连作种植土壤连作会造成番茄产量下降、品质不佳、生长状况变差、土传病害严重等 研究不同微生物菌处理对番茄土壤微生物的影响对改善土壤微生物多样性、提高产量有实际意义【前人研究进展】马云华等、孙艳艳等研究表明随着黄瓜、番茄连作茬次的增加根际土壤微生物由细菌型向真菌型过渡而与细菌相比真菌的繁殖不需要活体细胞提供营养因此其传播途径更广、速度更快对植株产生的危害也就更严重 通过改良土壤、调整土壤微生态环境可以明显改善土壤连作障碍造成的一系列问题 土壤微生物是土壤中肉眼看不到的细小生物的总称是土壤不可或缺
5、的重要组成部分土壤微生物群落的组成和多样性会影响番茄的生长、产量、土传病害发生的程度等 第 期王丹丹等:不同微生物菌处理对番茄土壤微生物多样性的影响微生物可提高土壤酶的活性、增加土壤微生物的复杂性、改善土壤的抗逆能力近年来常被用于改 良 土 壤 微 生 态 环 境 及 防 治 土 传 病 害 问题 目前放线菌已在番茄、甜瓜、辣椒、茄子得到应用 枯草芽 孢 杆 菌 已 在 番茄、黄瓜、枸杞等上应用哈茨木霉菌已在茄子、马铃薯、苹果上应用【本研究切入点】微生物菌处理对番茄土壤微生物群落影响的研究已有较多报道但多种微生物菌处理连作番茄土壤对土壤微生物群落多样性及与番茄生长相关性的分析较少 需评估不同微
6、生物菌处理对番茄土壤微生物多样性的影响【拟解决的关键问题】研究放线菌、枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌 种微生物菌剂处理连作栽培番茄土壤微生物多样性、与番茄生长相关性筛选适宜的微生物菌剂为促进土壤生态修复、改善番茄根系环境提供理论依据 材料与方法 材 料试验在石家庄市农林科学研究院赵县 号温室进行 试验温室肥力中等地力均匀水利条件良好供试番茄品种为农博粉 由石家庄市农林科学研究院提供穴盘苗由河北省石家庄市高邑鄗丰种苗公司代育放线菌(密旋链霉菌及娄彻氏链霉菌活性孢子)购自陕西博秦生物工程有限公司有效活菌数 /枯草芽孢杆菌由中国农业科学院北京启高生物科技有限公司联合研发有效活菌数 /哈茨木霉由中国农业科学
7、院植物保护研究所研制、海南金雨丰生物工程有限公司出品有效活菌数 /大量元素水溶肥(为 )由四川农业大学研制、四川爱隆植物营养科技有限公司生产 方 法 试验设计设置 个处理 对照为常规施肥(冲施大量元素水溶肥)为常规施肥 放线菌、为常规施肥 枯草芽孢杆菌、为常规施肥 哈茨木霉 种菌剂施用量依菌剂活性而定均于定植前撒施于栽培垄内 每个处理 次重复随机区组排列共 个小区小区面积 行距为大小行 株距 年 月 日定植单秆整枝每株留 穗果 年 月 日拉秧 土壤样品采集于番茄的拉秧期采集根围土壤样品(根围)采用五点取样法进行采样 将采集的土壤样品置于无菌自封袋低温(干冰)保存并运送至实验室然后存储于 超低温
8、冰箱保存用于微生物多样性测定 测定指标土壤微生物多样性:可以根据不同的相似度水平对所有序列进行 划分每个 对应于一种代表序列 该方法能提高测序分析的准确性 将采集的土壤样品送至深圳微科盟科技集团有限公司采用 测序技术进行测定对细菌的 基因和真菌 基因扩增及测序通过 拼接、过滤、去嵌合体等数据预处理 对有效数据进行操作分类单元()聚类进行物种注释及丰度分析并进行 多样性分析、多样性分析和显著物种差异分析等株高:用卷尺测量植株最下部到最上部的距离 茎粗:游标卡尺测量最上面一穗花的下部茎的粗度 叶长、叶宽:直尺测量成熟叶片的最大叶长和叶宽 产量:电子秤称重测量 数据处理用 软件构建 样本聚类树 采用
9、 进行统计分析和方差分析用 进行绘图 软件估算相对丰度差异 结果与分析 土壤微生物数量研究表明处理的细菌含量最多为 /显著高于对照和 的细菌含量最少 的真菌含量最高为 /与对照和 间无显著差异但显著高于 除处理外其他处理的细菌和真菌比例均大于对照 表 聚类分析研究表明 个处理的细菌共有的 为 个、的 分别为 、个和 的细菌种类多于而 的细菌种类少于 是由于 和 的微生物菌里含有糖类、蛋白质等易被细菌利用的新新疆疆农农业业科科学学第 卷物质利于细菌繁殖 真菌共有的 为 个、的 分别为、个微生物菌处理的真菌种类均少于对照 图 不同微生物菌处理对番茄土壤微生物 多样性的影响研究表明处理的 和 指数均
10、低于对照和 处理的 和 指数均高于对照放线菌和哈茨木霉的施用可以增加土壤微生物的丰富度和均匀度而枯草芽孢杆菌的施用未增加土壤微生物丰富度和均匀度 放线菌和哈茨木霉的施用均能提高土壤细菌群落的多样性 图 表 土壤中的微生物数量 处理细菌(/)真菌(/)细菌/真菌/注:同列字母不同表示处理间差异显著():图 土壤中细菌和真菌的 分布 图 细菌 ()和 ()指数变化 ()()放线菌、枯草芽孢杆菌和哈茨木霉处理后的 和 指数均高于对照放线菌、枯草芽孢杆菌和哈茨木霉处理均提高土壤中真菌群落的多样性 图 第 期王丹丹等:不同微生物菌处理对番茄土壤微生物多样性的影响图 真菌 ()和 ()指数变化 ()()不
11、同微生物菌处理对番茄土壤微生物 多样性的影响研究表明对照、放线菌、枯草芽孢杆菌、哈茨木霉 个处理中 个重复的微生物菌群均能聚于一个区域各个处理明显分开不同处理细菌间存在差异相同处理间存在较强的一致性 对每个处理 次重复取均值和 首先聚为一类然后和 聚为一类最后和 聚为一类和 微生物菌处理的细菌多样性较为相似、与微生物菌处理的细菌多样性相似性较差 图图 图 细菌 分析 图 细菌属水平聚类热图 各个样本在图中的分布较为分散 个处理间的区分度较差不同处理之间的真菌多样性的差异较小 和 首先聚为一类和 聚为一类最后两类聚为一类 和 微生物菌处理的真菌多样性较为相似 图 图 新新疆疆农农业业科科学学第
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