连作对加工番茄土壤微生物群落及多样性的影响

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1、分类号：密级：学号：2013407006单位代码：10759石河子大学硕士学位论文连作对加工番茄土壤微生物群落及多样性的影响学位申请人康亚龙指导教师蒋桂英副教授陆新德研究员申请学位类别专业学位专业名称农业推广硕士研究领域作物所在学院石河子大学农学院中国·新疆·石河子2015年6月EffectsofContinuousCroppingProcessingTomatoonSoilMicrobialCommunityStructureandDiversityADissertationSubmittedtoShiheziU

2、niversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofagriculturalextensionByKangya-long(Cropscience)DissertationSupervisor:AssociateProfessor.JiangGui-yingSeniorAgronomist.LuXin-deJune,2015摘要新疆加工番茄已形成的区域化分布、集约化生产的现状，导致重茬（即连作）普遍存在且已成为限制其稳产、高产的主要原

3、因。本文以新疆加工番茄1~7年连作土壤为研究对象，从根际土壤微生态角度，利用PLFA、PCR-DGGE等方法，研究了加工番茄不同生育时期（花果期、膨大期和成熟期）、不同连作年限（正茬、连作3年、5年、7年）处理等条件下的土壤理化性状、微生物群落结构及多样性变化，目的在于明确加工番茄长期连作下土壤质量演变及根际土壤微生物种群变化规律，探讨化感作用对土壤微生物群落结构及组成的影响，阐明加工番茄连作障碍形成机理，主要结论如下：1.加工番茄连作致使土壤养分配比不平衡，连作障碍显著。随着连作年限的延长，土壤pH值升高，全磷、

4、速效磷及全钾含量呈先升后降的趋势，土壤容重无明显变化。土壤有机质、全氮和速效钾含量随连作年限的延长呈逐渐降低趋势，连作7年时土壤有机质、全氮及速效钾含量较对照分别下降了8%、21%和29%，差异显著（P<0.05）。土壤C/N随加工番茄连作年限的增加基本呈增大趋势，连作7年时达到最大值，是对照的1.58倍，差异极显著（P<0.01）。2.加工番茄连作显著抑制了土壤微生物活性。随着种植年限的延长，土壤微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）和微生物熵（qMB）呈显著降低趋势，连作7年时，与对照相比分别降低了48

5、.2%、78.8%和52.3%，差异极显著（P<0.01），而土壤微生物量磷（SMBP）呈先升后降趋势。土壤过氧化氢酶活性呈显著升高趋势，而脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶及磷酸酶活性的变化则相反，-1连作7年时过氧化氢酶活性达到最大值2.10mg•g,较对照增加了52.4%，差异极显著（P<0.01）。相关分析表明，土壤pH、土壤微生物量、qMB、土壤酶活性及土壤养分之间相关性极为密切，说明土壤微生物量和土壤酶活性相结合可以反映土壤质量的变化。3.随加工番茄连作年限的增加，真菌PLFAs含量显著升高，细菌PLFAs含量、

6、土壤PLFAs总量及细菌和真菌PLFAs比值显著降低，而放细菌PLFAs含量变化无规律。膨大期，细菌和放线菌PLFAs含量最大；成熟期，真菌PLFAs含量最大；土壤PLFAs总量在不同生育时期的大小顺序为膨大期>成熟期>花果期，表明连作对加工番茄各生育期根际土壤微生物的影响存在差异，且真菌比细菌更能适应养分贫瘠的条件。从多样性指数分析看，Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Brillouin指数和Pielou指数均随加工番茄连作年限的延长呈先升后降的变化，其中连作3年时其根际土壤微生物各项指数最大

7、，连作7年最小，表明在本试验年限范围内，连作使得微生物群落多样性与均匀程度皆出现了一定程度的降低。相关性分析表明，土壤细菌、真菌和放细菌各PLFAs量、土壤PLFAs总量与土壤微生物生物量、土壤肥力因子之间存在相关性，表明土壤微生物量与土壤的肥沃程度相关，可以用土壤微生物量作为评价土壤肥力的生物学指标。可见，I加工番茄连作改变了土壤微生物群落结构，降低了土壤微生物量，最终在根际土壤微生态系统和环境因子等因素的综合作用下产生连作障碍。4.随着加工番茄连作年限的延长，根际土壤细菌的丰富度和Shannon-Wiener多

8、样性均有所降低，而真菌的丰富度和多样性有所升高，且成熟期>花果期。连作对土壤细菌和真菌的Pielou均匀度指数影响不明显，说明各处理土壤微生物类群分布比较均匀。连作明显改变了土壤中土著细菌的群落结构，一些土著细菌优势种群数量减少或消失；土壤真菌的优势种群随连作年限的变化较大，某些真菌类群大量富集，而另一些真菌数量明显减少，甚至消失，其中，加工番茄连作5年时土