不同处理对连作生姜土壤的影响

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生姜(Zingiber officinale Roscoe)是西南地区重要的香辛蔬菜,栽培历史悠久。在连作生产过程中,土壤病原菌逐年富集和土壤微生态失衡等因素导致生姜发生连作障碍,引发严重的枯萎病,降低生姜的产量与品质。为缓解生姜连作障碍,降低生姜枯萎病发病率,重建连作生姜土壤微生态系统和修复生姜连作土壤,本研究以连作生姜土壤为研究对象,采用户外大田实验的研究方法,运用强还原处理技术和碳酸氢铵修复土壤,研究了不同土壤修复措施对连作生姜土壤理化性质、微生物群落结构、枯萎病发病率和产量的影响;采用室内模拟大田实验的研究方法,优化不同剂量油枯,探究不同剂量油枯对连作生姜土壤微生物群落变化的影响,为重建连作生姜土壤微生态系统、抑制生姜枯萎病和修复连作生姜土壤提供较优方案。主要研究结果如下:(1)强还原处理能显著改善连作生姜土壤的理化性质、降低生姜枯萎病发病率和提高生姜产量。在连作生姜大田添加有机质油枯进行强还原处理后,土壤的理化性质、枯萎病发病率和产量变化明显。OT(强还原处理组)每千克土壤中有机质从11.9g升高到12.8 g,有效磷的含量从85.9 g升高至90.6 g,p H值从4.3升高到4.6,6月生姜枯萎病发病率从34.21%降低到15.30%,产量从24480 kg/hm~2增加至35100kg/hm~2。(2)连作生姜土壤进行强还原处理后,微生物多样性显著增加,微生物物种丰度组成变化明显。OT(强还原处理组)增加了细菌群落未知属(norank_JG30-KF-AS9)、热酸菌属(Acidothermus)、康奈斯氏杆菌属(Conexibacter)和真菌群落被孢霉属(Mortierella)、毛壳菌属(Chaetomium)、木霉属(Trichoderma)的丰度,它们均有具有防病促生能力。微生物功能变化明显,OT(强还原处理组)细菌尿素水解和硝酸盐还原功能显著减弱,纤维素分解功能增强。(3)油枯剂量优化实验结果表明:添加0.1%的油枯(SYa,W/W)能显著提高真菌群落的丰富度和多样性,细菌多样性和丰富度无明显变化。添加0.1%的油枯(W/W)能显著改善土壤微生物群落组成结构,增加土壤有益菌群的丰度和降低植物病原菌的丰度,添加0.1%的油枯(W/W)土壤样品组中芽孢杆菌属、假单胞菌属、木霉属、毛壳菌属丰度显著高于其他处理组,镰刀菌属丰度低于0.001%。添加0.1%的油枯(W/W)能显著改变土壤细菌和真菌功能结构,添加0.1%的油枯(W/W)组中固氮作用、尿素水解和发酵作用明显强于其他处理组;植物病原菌下降,丰度低于0.001%。未定义腐生菌在SA(起始组)、SN对照组和SY添加0.0%的油枯(W/W)无显著变化,在SYa添加0.1%的油枯(W/W)、SYb添加0.5%的油枯(W/W)、SYc添加1.0%的油枯(W/W)和SYd添加1.5%的油枯(W/W)呈上升趋势。以上研究结果表明,采用强还原处理技术且添加0.1%的油枯(W/W)修复连作生姜土壤效果最佳,能显著改善连作生姜土壤理化性质、土壤微生物群落结构和功能、降低生姜枯萎病发病率和提高生姜产量。能为修复连作生姜土壤和缓解生姜连作障碍提供技术支持。
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