三七連作對土壤微生物的影響

2020-05-15 09:37:34鄧曉冬

遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年2期

鄧曉冬

(廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院，廣東廣州 511400)

三七是一種十分重要的藥用植物又名田七、田三七、參七、參三七等，為五加科(Araliaceae)人參屬(Panax)多年生草本植物[1，2，3]，是我國重要中藥材云南白藥的主要原料[4，5]，在我國的西南部，特別是云南地區(qū)，已有400 多年的種植歷史。由于適合種植三七的土地稀少，因此，連作障礙已成為三七種植的主要限制，例如，導(dǎo)致種植三七的成本增加、三七的產(chǎn)量和質(zhì)量下降等。與連作相關(guān)的主要問題包括土壤微生物、理化性質(zhì)和化感作用的變化。盡管連作存在許多問題，但最基本的問題包括促進(jìn)土壤微生物群和多樣性的不平衡、有益微生物的減少、致病性微生物和各種土傳植物病害的富集。更重要的是，連作相關(guān)各因素之間的相互作用進(jìn)一步加劇了這些障礙的發(fā)生。連作受到土壤微生物種類、數(shù)量和多樣性的密切影響。土壤微生物量、多樣性和微生物群的變化直接影響作物的生長。已有研究表明，土壤微生物群的變化是三七連作障礙的主要原因。

由于三七的種植面積有限，對三七連作效應(yīng)的研究勢在必行。本研究探討了三七連作對土壤微生物的影響，以期為三七連作障礙的防治提供參考。

1 材料與方法

試驗于2019 年采集云南省文川自治州文山三七主產(chǎn)區(qū)已種植三七 1 年、3 年、5 年的土壤和未種植三七的土壤。采樣點主要為三七植株周圍的土壤。每個試驗點的土壤采集3 次。所有土壤樣品均置于無菌袋中，每個樣品置于4 ℃保存。

采用連續(xù)稀釋平板計數(shù)法測定細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量。制備了10-4-10-6 菌體、10-1-10-3 菌體、10-3-10-5放線菌體系列稀釋液。每個系列稀釋液用0.2 ml 懸液分散在選擇性瓊脂培養(yǎng)基上，分別用含有牛肉提取物蛋白胨的培養(yǎng)基、玫瑰孟加拉培養(yǎng)基和高碘培養(yǎng)基進(jìn)行分離。并將細(xì)菌、真菌和放線菌放置于28 ℃環(huán)境中孵育7 d，然后統(tǒng)計真菌數(shù)量，重復(fù)3 次。微生物的差異用稀釋法或平板法測定。采用最大可能數(shù)(MPN)法對微生物進(jìn)行計數(shù)，每個樣本進(jìn)行3 次計數(shù)。

對真菌進(jìn)行鑒定并觀察PDA 培養(yǎng)基中真菌菌落的形態(tài)特征。利用PDA 培養(yǎng)基插入和貼片，在顯微鏡下觀察菌絲和孢子形態(tài)，以確定真菌種類。

所有試驗數(shù)據(jù)均使用Microsoft Excel 2016 進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)采用單因素方差分析和Duncan s 多重比較檢驗，采用IBM SPSS 統(tǒng)計軟件16.0 進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 三七連作對土壤中微生物數(shù)量的影響

結(jié)果表明，三七連作對土壤中細(xì)菌，放線菌的數(shù)量影響顯著，而對真菌的數(shù)量沒有顯著影響(表1)。在未種植三七的土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量高于種植土壤中的數(shù)量，且連作土壤中細(xì)菌與放線菌的數(shù)量隨連作年份先降低后升高。三七連作土壤中真菌的數(shù)量低于未種植三七土壤中的數(shù)量。

表 1 不同栽培土壤微生物數(shù)量

2. 2 三七連作土壤中生理類群數(shù)量的影響

生理類群分析顯示，未種植三七土壤與三七連作土壤生理類群數(shù)量存在差異(圖1)。已栽培三七的土壤中檢測到的亞硝基菌、芳香分解菌、固氮菌、溶鉀菌和溶磷菌數(shù)量均低于未種植三七的土壤。且亞硝化菌、固氮菌和芳香分解菌的數(shù)量隨著種植年限的延長明顯降低，以亞硝化菌為例，種植1 年后其數(shù)量為未種植時的1/5，種植5 年后其數(shù)量僅為未種植時的1/12。反硝化細(xì)菌的數(shù)量隨三七連作年限的增加呈先上升后減少趨勢，在已種植1 年數(shù)量達(dá)到最大值，而針對纖維分解菌，其數(shù)量在種植3 年達(dá)到最少。盡管種植三七后溶鉀菌和溶磷菌數(shù)量相對減少，但以上2 菌數(shù)量隨種植年限的延長變化并不明顯。

3 結(jié)論與討論

土壤微生物最豐富的類群是細(xì)菌，細(xì)菌在土壤有機質(zhì)和無機物的轉(zhuǎn)化中起著重要作用。細(xì)菌的多樣性受到土壤條件、季節(jié)性植物和年齡的影響。

真菌是土壤有機質(zhì)和腐殖質(zhì)分解的主要成員，對土壤肥力有一定的影響。此外，真菌的數(shù)量和組成也受到土壤中有機物質(zhì)含量的影響。放線菌門的成員在土壤中產(chǎn)生含氮和無氮的有機化合物，甚至可以分解土壤腐殖質(zhì)。放線菌與土壤肥力和植物病害防治密切相關(guān)。本研究結(jié)果表明，三七連作對土壤中細(xì)菌，放線菌數(shù)量影響顯著，而對真菌數(shù)量沒有顯著影響，細(xì)菌與放線菌的數(shù)量隨連作年份先降低后升高趨勢；三七連作土壤中檢測到的亞硝基菌、芳香分解菌、固氮菌、溶鉀菌和溶磷菌數(shù)量均低于未種植三七的土壤。

種植三七改變了土壤微生態(tài)，可能是三七釋放有機質(zhì)進(jìn)入土壤，吸收土壤中存在的無機化合物，最終導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)、通風(fēng)和生物活性的改變。根系分泌物對土壤微生物有抑制或促進(jìn)作用。微生物之間、微生物與植物之間發(fā)生一系列從拮抗到協(xié)同的相互作用，導(dǎo)致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化也引起了亞硝化細(xì)菌、固氮細(xì)菌、芳香分解細(xì)菌、纖維素分解細(xì)菌、解磷細(xì)菌和解鉀細(xì)菌的變化。