TM菌对设施连作菜心产量及土壤微生物的影响

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菜心(Brassica campestris L.ssp.chinensis(L.)Makino var.utilis Tsen et Lee)是华南地区特产蔬菜,它风味独特、口感极佳、适应性广、可全年种植生产供应。由于设施大棚内种植品种单一、复种指数高,引起土壤严重的连作障碍,导致蔬菜病虫害严重、产量降低、品质下降以及土壤有害微生物积累、土壤理化性质恶化等。为此,本试验以菜心为材料,以喷清水为对照(CK),TM菌分别用清水按照1:500(T1)、1:1000(T2)、1:1500(T3)稀释浓度等量喷施菜心土壤,探究不同稀释倍数TM菌对菜心不同时期产量、品质、土壤酶活性、理化性质的影响,从中筛选出最佳处理浓度,分析TM菌对菜心不同生长时期土壤养分和植株矿质元素含量的影响,并采用高通量测序技术分析TM菌对设施连作土壤细菌和真菌多样性、丰度、群落结构差异,为TM菌修复设施连作障碍土壤提供理论基础和方法。本论文主要研究结果如下:1.不同稀释倍数的TM菌可以在菜心不同的生长时期促进菜心薹长与薹粗的生长,提高菜心地上部与根系干、鲜重,从而增加菜心产量,在商品采收期提高幅度最大,处理效果T1>T2>T3,T3处理只在菜心生长前期起到促进作用。2.不同稀释倍数的TM菌可以在生长后期显著提高菜心Vc、可溶性糖、可溶性蛋白含量,改善菜心品质,对Vc的影响最大,以T2处理效果最佳。3.不同稀释倍数的TM菌可以在不同生长时期提高土壤酶(脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶)活性,叶片生长期的T1,菜薹形成期的T1、T2、T3以及商品采收期的T1、T2的土壤酶活性显著增加;不同稀释倍数的TM菌处理的土壤酶活性在生长后期普遍高于本底。4.不同浓度的TM菌可以提高土壤pH值、降低EC值,T2处理效果最好,T2、T3处理土壤孔隙度显著增大,容重显著减小。5.TM菌显著提高了土壤有机质、碱解氮、交换性镁含量,降低了土壤磷含量,土壤全氮、全磷、全钾、交换性钙含量与CK无显著性差异;TM菌的施用还可显著提高菜心植株对N、P、Mg的吸收。6.从细菌和真菌的高通量测序分析结果可以看出,不同时期不同处理间的菜心根际土壤细菌和真菌群落结构有差异,与对照相比,TM菌可以提高土壤细菌的Alpha多样性指数,降低真菌的Alpha多样性指数,且在叶片生长期两处理间Alpha多样性指数具有显著性差异;在细菌门的水平上,本底土壤中的优势菌门为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门,对照和TM菌处理(Tr)中菜心根际土壤的优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门;在真菌门水平上,本底土壤和根际土壤中的子囊菌门、担子菌门、接合菌门是优势菌门;从细菌和真菌的相对丰度柱形图和热图可以看出,TM菌还可以增加大多数细菌的相对丰度,降低有害真菌的相对丰度,减少土壤有害菌的繁殖;PCA分析结果表明,TM菌对土壤细菌和真菌群落组成影响较大,对细菌的群落组成影响比真菌要大,TM菌处理过的菜心根际土壤细菌群落组成与对照在叶片生长期和菜薹形成期有一定差异,而两者的真菌群落组成在整个生长期都有差异。综上所述,与对照相比,不同稀释倍数的TM菌可以增加菜心产量、改善品质、提高土壤酶活性、改善土壤理化性质,T2处理效果最佳,且T2处理还可增加土壤养分,提高植株对矿质元素的吸收,提高土壤细菌丰度和多样性、降低有害真菌丰度和多样性,对设施连作障碍的修复起到一定作用。
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