黃瓜連作對土壤中微生物種群及酶活性的影響

李依韋　銀玲

摘要：取連作2年的黃瓜土壤進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，分別種植番茄、白菜、蘿卜，以連作3年的黃瓜土壤為對照。定期測定各處理土壤養(yǎng)分含量、pH值、土壤中微生物數(shù)量及土壤酶活性等，評估黃瓜連作對后薦作物土壤環(huán)境的影響。結(jié)果表明：連作3年黃瓜土壤中速效磷、速效鉀含量相對較高；微生物總量較少但真菌含量相對較高；輪作可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤酶活性，改善土壤環(huán)境，減輕連作障礙；與連作黃瓜相比，種植其他作物的土壤中脲酶、過氧化氫酶、蛋白酶、多酚氧化酶活性均有不同程度的提高。

關(guān)鍵詞：黃瓜；連作；微生物；土壤酶活性

中圖分類號： S642.204 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0150-02

病蟲害和土壤理化性質(zhì)改變會導(dǎo)致黃瓜連作障礙，嚴(yán)重制約設(shè)施黃瓜的優(yōu)質(zhì)安全生產(chǎn)。目前生產(chǎn)上克服黃瓜連作障礙的主要措施是嫁接換根，嫁接換根可以防止黃瓜枯萎病的發(fā)生，但是隨著連作年限的增加又會出現(xiàn)一系列新的問題，如土壤傳播的病害加重、黃瓜長勢變?nèi)?、黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)變差等。輪作可以減輕連作障礙，本研究探討種植不同作物對土壤環(huán)境及生理指標(biāo)的影響，初步了解不同蔬菜作物輪作對減輕黃瓜連作障礙的效果，旨在為黃瓜生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

材料選自距內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科爾沁區(qū)10 km的新發(fā)屯大棚區(qū)。

1.2 根際土壤中微生物種群及酶活性的測定

1.2.1 土壤樣品的采集

以3年嫁接連作土壤為對照（處理1），2年嫁接連作土壤（黃瓜嫁接南瓜）上輪作白菜（處理2），2年嫁接連作土壤（黃瓜嫁接南瓜）上輪作番茄（處理3），2年嫁接連作土壤（黃瓜嫁接南瓜）上輪作蘿卜（處理4）。采集不同作物根際土壤帶回實(shí)驗(yàn)室，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 土壤理化性質(zhì)的測定

采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量；采用重鉻酸鉀-硫酸消化法測定土壤速效氮含量；采用碳酸氫鈉法測定土壤速效磷含量；采用乙酸銨-火焰光度計(jì)法測定速效鉀含量；采用電位測定法[1]測定土壤pH值。

1.2.3 根際土壤微生物數(shù)量測定

細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，瓊脂20 g，蒸餾水定容至1 000 mL，用1 mol/L HCl或NaOH調(diào)節(jié)pH值至 7.0～7.2，121 ℃高壓滅菌20 min）。放線菌采用改良的高氏1號培養(yǎng)基（可溶性淀粉20 g，KNO31 g，NaCl 0.5 g，K2HPO4 0.5 g，MgSO4·7H2O 0.5 g，F(xiàn)eSO4 0.01 g，瓊脂20 g，用蒸餾水定容至1 000 mL，pH值7.2～7.4，每300 mL培養(yǎng)基中加入1 mL3%重鉻酸鉀，121 ℃高壓滅菌20 min）。真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基（葡萄糖10 g，蛋白胨5 g，KH2PO4 0.5 g，MgSO4·7H2O 0.5 g，瓊脂20 g，用蒸餾水定容至1 000 mL，pH值自然，每 1 000 mL 培養(yǎng)基中加入3 mL乳酸（分析純），115 ℃高壓滅菌 30 min）。采用平板稀釋涂布計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)菌落，稱取新鮮保存的土壤樣品10 g，倒入含90 mL無菌水的250 mL三角瓶中，放入搖床振蕩混勻。用無菌水依次稀釋土壤懸濁液，取稀釋10 000倍的懸濁液各0.1 mL分別涂布于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、改良的高氏1號培養(yǎng)基、馬丁氏培養(yǎng)基上，細(xì)菌、放線菌平板置于30 ℃培養(yǎng)3 d，真菌平板置于28 ℃培養(yǎng)5 d，分別計(jì)數(shù)[2-3]。

1.2.4 根際土壤酶活性測定

采用比色法測定蛋白酶活性，以1 g干土24 h生成酪氨酸的量作為1個(gè)活性單位。采用奈氏比色法測定脲酶活性，以1 g干土24 h生成的NH3-N量為脲酶的1個(gè)活性單位。采用鄰苯三酚比色法測定多酚氧化酶活性，以1 g干土3 h生成的沒食子兒茶素量為多酚氧化酶的1個(gè)活性單位。采用高錳酸鉀滴定法測定過氧化氫酶活性，以1 g干土1 h內(nèi)消耗的0.1 mol/L KMnO4體積數(shù)（以mL計(jì)）表示酶活性[4-5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃瓜連作土壤種植不同作物后的土壤理化性質(zhì)

連作2年的土壤嫁接黃瓜后，輪作番茄的土壤中速效氮含量、速效鉀含量最低；輪作蘿卜的土壤中速效磷含量最低；對照土壤中有機(jī)質(zhì)含量最低；各處理的pH值無明顯差異（表1）。

2.2 黃瓜連作土壤種植不同作物后土壤中微生物的變化

輪作不同的蔬菜后土壤中微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。與連作黃瓜的土壤相比，種植白菜的土壤中細(xì)菌、放線菌數(shù)量均明顯增加；種植蘿卜的土壤中放線菌數(shù)量最高；3年連作黃瓜土壤中真菌數(shù)量在微生物總量中所占比例相對較高（圖1）。

2.3 黃瓜連作土壤種植不同作物后土壤酶活性的變化

由表2可知，對照土壤中蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶及過氧化氫酶的活性均明顯低于輪作其他作物的土壤。種植番茄的土壤脲酶活性最高；種植白菜的土壤蛋白酶活性最高；種植蘿卜的土壤過氧化氫酶、多酚氧化酶活性最高。

3 結(jié)論與討論

設(shè)施連作會導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡、有機(jī)質(zhì)含量降低、微生物多樣性和穩(wěn)定性變差、酶活性降低[6]。本研究結(jié)果表明，連作3年黃瓜土壤中速效磷、速效鉀含量相對較高；微生物總量較少但真菌含量相對較高。輪作可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤酶活性，改善土壤環(huán)境，減輕連作障礙。與連作黃瓜相比，種植其他作物的土壤中脲酶、過氧化氫酶、蛋白酶、多酚氧化酶活性均有不同程度的提高。這些酶活性的提高可以加快土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化利用，減少土壤毒素積累，改善土壤環(huán)境[7-8]。

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