不同藥劑處理對(duì)西瓜連作土壤的影響

孟佳麗 吳紹軍 沈虹 周玲玲 張黎杰 余翔

摘要： 以未經(jīng)任何處理的種植1年西瓜的土壤為對(duì)照，采用高通量測序技術(shù)分析生石灰、敵克松、根寶、枯草芽孢桿菌、甲霜噁霉靈處理對(duì)西瓜連作土壤微生物群落的影響，并揭示土壤微生物群落與土壤養(yǎng)分含量及理化性質(zhì)的相關(guān)性。結(jié)果表明，連作后土壤中的細(xì)菌菌群相對(duì)豐度降低，真菌菌群相對(duì)豐度增加。經(jīng)過枯草芽孢桿菌處理的土壤中芽孢桿菌屬菌群相對(duì)豐度提高。經(jīng)過敵克松處理的土壤中水小桿菌屬菌群相對(duì)豐度明顯高于其他處理。連作后土壤中鐮刀菌屬真菌的比例上升。敵克松和根寶處理后，土壤中紅菇屬、曲霉屬菌群相對(duì)豐度升高，鐮刀菌屬菌群相對(duì)豐度降低。芽孢桿菌屬菌群相對(duì)豐度與銨態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān)，與土壤EC值呈顯著負(fù)相關(guān)。類諾卡氏菌屬菌群的相對(duì)豐度與土壤EC值呈極顯著負(fù)相關(guān)。相對(duì)細(xì)菌菌群而言，真菌菌群受土壤理化性質(zhì)影響較小。鐮刀菌屬真菌與土壤EC值呈顯著正相關(guān)。說明，西瓜連作土壤采用殺菌劑處理或適量添加生物有機(jī)肥和微生物菌劑有利于土壤微生態(tài)環(huán)境的改善。

關(guān)鍵詞： 土壤處理;連作障礙;微生物群落;西瓜

中圖分類號(hào)： S651 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1000-4440（2021）03-0651-09

Effects of different chemical treatments on continuous cropping soil of watermelon

MENG Jia-li， WU Shao-jun， SHEN Hong， ZHOU Ling-ling， ZHANG Li-jie， YU Xiang

（Suqian Institute of Agricultural Sciences， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Suqian 223800， China）

Abstract： Taking the untreated soil in which watermelons were cultivated continuously for one-year as control， the effects of quicklime， Dixon， Genbo， Bacillus subtilis and metalaxyl-hymexazol on the microbial community in soils of continuous cropping watermelon were analyzed by high-throughput sequencing technology， and correlations between soil microbial community and soil nutrient content， physical and chemical properties were revealed. The results showed that， the relative abundance of bacterial flora in the soils decreased after continuous cropping， and the relative abundance of fungal flora increased. The relative abundance of Bacillus flora in the soils treated with Bacillus subtilis increased. The relative abundance of Aquabacterium flora in soils treated with Dixon was significantly higher than other treatments. The proportion of Fusarium fungi in the soil increased after continuous cropping. The relative abundance of Russula and Aspergillus floras increased and the relative abundance of Fusarium flora decreased in the soils treated with Dixon and Genbo. The relative abundance of Bacillus flora in the soils was in significant positive correlation with ammonium nitrogen content， and was in significant negative correlation with soil EC value. The relative abundance of Nocardioides flora was in extreme significant negative correlation with soil EC value. Compared with the bacterial flora， the fungal flora was less affected by the physical and chemical properties of the soils. The abundance of Fusarium community was in significant positive correlation with soil EC value. In the continuously cropping soils of watermelon， the soil micro-ecological environment was improved by fungicides treatment or appropriate bio-organic fertilizer and microbial agent treatment.

Key words： soil treatment;continuous cropping obstacle;microbial community;watermelon

據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，2018年世界西瓜種植總面積3.24×106 hm2，總產(chǎn)量1.03×108 t。中國西瓜種植總面積1.50×106 hm2，總產(chǎn)量6.30×107 t。目前中國有2個(gè)西瓜主產(chǎn)區(qū)：中南產(chǎn)區(qū)和華東產(chǎn)區(qū)。中南產(chǎn)區(qū)包括河南、湖南等地，華東產(chǎn)區(qū)包括山東、安徽、江蘇等地。2018年江蘇省西瓜種植面積1×105 hm2，占全國西瓜種植面積的6.20%。設(shè)施栽培西瓜以其上市早、效益高的優(yōu)勢深受農(nóng)戶歡迎，生產(chǎn)面積逐年擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2018年西瓜的設(shè)施栽培面積8.87×104 hm2，占西瓜栽培總面積的71.18%。

瓜類作物極易產(chǎn)生連作障礙，主要原因有：①土傳病蟲害頻繁發(fā)生。蔓枯病、枯萎病和根結(jié)線蟲病為常見三大病蟲害[1-2]。子囊菌亞門真菌瓜類球腔菌容易引發(fā)瓜類蔓枯病，表現(xiàn)為植株葉片、瓜蔓枯死和果實(shí)腐爛。尖孢鐮刀菌侵染植株根系引發(fā)的枯萎病，貫穿西瓜整個(gè)生育期，最嚴(yán)重時(shí)結(jié)果期整株發(fā)病死亡。南方根結(jié)線蟲侵染西瓜根系，造成根部形態(tài)扭曲，影響根系生理功能[3]。②土壤次生鹽漬化。西瓜種植需肥量大，但生長過程中對(duì)土壤中大量元素和微量元素吸收不均衡，而且西瓜種植密度低，大量施肥后無法吸收的養(yǎng)分殘存在土壤中。多年連作后土壤中鹽分積累，次生鹽漬化加重，引發(fā)西瓜生長發(fā)育障礙[4]。③自毒作用。西瓜根系分泌的苯甲酸、肉桂酸等自毒物質(zhì)，對(duì)西瓜根系生長具有毒害作用，會(huì)抑制自身或同科作物的正常生長發(fā)育，長期積累在土壤中會(huì)造成連作障礙[5]。④土壤環(huán)境惡化。設(shè)施栽培中土壤長期被覆蓋，缺少雨水淋洗，土壤養(yǎng)分失衡，土壤中細(xì)菌、放線菌、真菌的種類和數(shù)量發(fā)生改變，各種酶活性也發(fā)生變化[6]。要治理連作障礙，實(shí)現(xiàn)西瓜的長期種植，首先要了解連作障礙形成的原因，然后運(yùn)用生物生態(tài)防控措施，改善不良生產(chǎn)環(huán)境，為西瓜長期種植創(chuàng)造有利條件。所以，如何規(guī)避連作障礙是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的重要課題。

治理西瓜連作障礙的方法主要有：①選擇抗病抗逆性強(qiáng)的品種，從根本上解決連作障礙的問題。但是抗性基因往往與不良性狀連鎖，提高抗性的同時(shí)可能會(huì)伴隨品質(zhì)下降。目前蔬菜育種的一個(gè)重要方向就是利用分子生物學(xué)技術(shù)，打破基因連鎖，增強(qiáng)抗性基因表達(dá)，同時(shí)不影響果實(shí)品質(zhì)。②利用砧木嫁接。西瓜連作區(qū)一般采用葫蘆或南瓜作為砧木。目前西瓜嫁接苗生產(chǎn)已經(jīng)成為一項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè)，農(nóng)戶提供西瓜及砧木種子，由嫁接工廠代為育苗嫁接，專業(yè)化程度高，管理規(guī)范，成苗率高。③對(duì)土壤進(jìn)行殺菌消毒，消滅病原菌，降解西瓜根系產(chǎn)生的自毒物質(zhì)。一般多采用高溫悶棚配合化學(xué)藥劑的方式對(duì)設(shè)施內(nèi)土壤消毒，能夠迅速殺滅土壤中的微生物、地下害蟲、雜草等。一般在春西瓜結(jié)束后的六七月份，清理田間瓜蔓和雜草，翻耕后上水漫灌，撒入石灰氮，并覆蓋地膜，關(guān)閉棚室。夏季晴天時(shí)，通過陽光曝曬，棚室內(nèi)溫度可達(dá)50～70 ℃，可有效殺滅病原菌和地下害蟲，同時(shí)降解土壤中有毒物質(zhì)。④施用生物菌劑。微生物菌劑與病原菌相互競爭，抑制病原菌擴(kuò)張。同時(shí)有益微生物能夠分泌出廣譜抗菌物質(zhì)，抑制或殺滅病原菌，從而達(dá)到防治作物病害的目的[7]。⑤配方施肥，合理施用肥料。西瓜在生長過程中長期從土壤中吸收相同的營養(yǎng)成分，導(dǎo)致土壤中某一種或某一類營養(yǎng)元素虧缺，而吸收較少的營養(yǎng)元素則日益累積，長此以往土壤養(yǎng)分失衡。測土配方施肥能夠有針對(duì)性地平衡土壤養(yǎng)分，對(duì)植株的健康生長有利。施肥的基本原則應(yīng)該以有機(jī)肥為主、化肥為輔，適當(dāng)添加微生物肥料[8]。

本研究擬從土壤改良的角度，采用生石灰、敵克松、根寶、枯草芽孢桿菌、噁霉靈對(duì)西瓜連作土壤進(jìn)行處理，討論其對(duì)連作土壤理化性質(zhì)及微生物群落的影響。為解決連作障礙問題提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)選在江蘇省宿遷市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院運(yùn)河灣試驗(yàn)基地的鋼架大棚內(nèi)。原始土壤為壤土，pH為7.89，肥力中等。2018年種植過西瓜，2019年春季開展試驗(yàn)。供試西瓜品種為遷麗1號(hào)，株距55 cm，采用雙蔓整枝。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以未經(jīng)處理的連作1年的土壤（F）為對(duì)照，設(shè)置生石灰（A）、敵克松（B）、根寶（C）、枯草芽孢桿菌（D）、甲霜噁霉靈（E）共5個(gè)土壤處理。原始土樣為空白對(duì)照，不種植西瓜。每處理重復(fù)3次，每小區(qū)10株。生石灰主要成分為氧化鈣，含量99%以上;敵克松由孚潤德公司生產(chǎn)，有效成分為70%敵磺鈉粉劑;根寶為國光農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)的含氨基酸水溶肥，氨基酸含量≥100 g/L，鈣含量≥30 g/L;枯草芽孢桿菌為中國科學(xué)院植物保護(hù)研究所廊坊農(nóng)藥中試廠生產(chǎn)的可濕性粉劑，枯草芽孢桿菌有效成分含量為1 g 1×1011個(gè);甲霜噁霉靈為中國科學(xué)院植物保護(hù)研究所廊坊農(nóng)藥中試廠生產(chǎn)的水劑，總有效成分含量3%，噁霉靈含量2.5%，甲霜靈含量0.5%。各處理的田間管理措施保持一致。

1.3 樣品采集

2019年6月15日，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取5個(gè)采樣點(diǎn)，采集5～15 cm土層土樣，分別混勻每個(gè)處理的土樣，并去除雜質(zhì)，分成2份。將第1份土樣過篩，采用干冰保存，用于微生物群落高通量分析。將第2份土樣風(fēng)干粉碎后過篩，用于土壤理化性質(zhì)分析和養(yǎng)分含量測定。

1.4 土壤養(yǎng)分含量測定及理化性質(zhì)分析

銨態(tài)氮的測定采用KCl-靛酚藍(lán)比色法，有效鉀的測定采用HNO3-火焰光度計(jì)測定法，速效磷的測定采用NaHCO3-鉬銻抗比色法，pH值的測定采用電位法，EC值的測定采用電位法。

1.5 土壤微生物多樣性測定方法

1.5.1 測定流程概述 針對(duì)16 S V4-V5區(qū)，設(shè)計(jì)引物擴(kuò)增后獲得420 bp左右片段。加接頭后使用NovaSeq平臺(tái)測序，獲得2×250 bp雙端測序數(shù)據(jù)。拼接后對(duì)所得較長序列進(jìn)行16 S分析。

針對(duì)ITS區(qū)，設(shè)計(jì)引物擴(kuò)增后得到310 bp左右片段。加接頭后使用NovaSeq平臺(tái)測序，獲得2×250 bp雙端測序數(shù)據(jù)。拼接后對(duì)所得較長序列進(jìn)行ITS分析[9-11]。

1.5.2 數(shù)據(jù)分析流程 將測序原始數(shù)據(jù)拼接，去除干擾數(shù)據(jù)。將有效數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，注釋代表序列的物種信息和相對(duì)豐度分布。并對(duì)所選序列進(jìn)行比對(duì)，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹，探討不同土壤樣本之間群落結(jié)構(gòu)的差異。最后結(jié)合環(huán)境因素分析多樣性指數(shù)和環(huán)境因子的相關(guān)性[12-14]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用IBM SPSS Statistics 22軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用單因素ANOVA方差分析和Pearson分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)的影響

由表1可以看出，原始土樣的銨態(tài)氮含量為76.67 mg/kg，顯著高于敵克松處理的46.67 mg/kg。有效鉀含量以根寶最高，與敵克松處理、枯草芽孢桿菌處理、甲霜噁霉靈處理、對(duì)照和原始土樣之間差異顯著。速效磷含量對(duì)照最高，為40.60 mg/kg，與敵克松處理、枯草芽孢桿菌處理、根寶處理和原始土樣差異不顯著;甲霜噁霉靈處理后土壤中速效磷含量最低，為29.60 mg/kg。僅有敵克松處理后的土壤為中性，pH值7.46，其余土壤均為堿性土，pH值超過7.50，其中枯草芽孢桿菌處理的土壤pH值最高，為7.84。由于連續(xù)種植，部分處理土壤發(fā)生鹽漬化，生石灰處理、敵克松處理和甲霜噁霉靈處理的土壤EC值超過2.00。根寶處理、枯草芽孢桿菌處理、對(duì)照和原始土樣的EC值低于2.00，其中枯草芽孢桿菌處理的效果最好，土壤EC值僅為1.10。

2.2 不同土壤處理對(duì)土壤微生物多樣性的影響

樣品稀釋曲線以測序量為橫軸，物種數(shù)為縱軸，反映了測序數(shù)據(jù)合理性和物種豐富度。曲線趨于平坦，說明測序量合理。由圖1可知，各處理曲線末端趨于平坦，說明取樣合理，足以反映土壤微生物組成。

2.2.1 不同土壤處理細(xì)菌屬水平主要物種相對(duì)豐度比較 基于分類單元的相對(duì)豐度和注釋信息，對(duì)樣品中絕對(duì)豐度排名前20的屬繪制物種相對(duì)豐度柱狀圖（圖2）。經(jīng)過生石灰處理的土壤和原始土樣中叢毛單胞菌科桿菌屬（Curvibacter）、芽孢桿菌屬（Bacillus）和類諾卡氏菌屬（Nocardioides）菌群的物種相對(duì)豐度較高，其中生石灰處理的土壤中叢毛單胞菌科桿菌屬、芽孢桿菌屬和類諾卡氏菌屬菌群所占比例分別為6.29%、5.44%和4.13%，原始土樣中這3種菌群所占比例分別為17.15%、11.63%和6.52%。經(jīng)過敵克松處理的土壤水小桿菌屬（Aquabacterium）、芽孢桿菌屬和叢毛單胞菌科桿菌屬菌群的相對(duì)豐度較高。經(jīng)過根寶和甲霜噁霉靈處理的土壤叢毛單胞菌科桿菌屬、芽孢桿菌屬和水小桿菌屬菌群的相對(duì)豐度較高?？莶菅挎邨U菌處理后，土壤中叢毛單胞菌科桿菌屬、芽孢桿菌屬、類諾卡氏菌屬和鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）菌群的相對(duì)豐度較高。對(duì)照土壤中叢毛單胞菌科桿菌屬、水小桿菌屬和芽孢桿菌屬菌群的相對(duì)豐度較高。原始土樣中相對(duì)豐度排名前20的細(xì)菌菌群相對(duì)豐度總和為54.98%，經(jīng)過1年西瓜連作種植后，降低到31.65%～43.08%。由此可見，連作之后土壤中的細(xì)菌菌群相對(duì)豐度降低。經(jīng)過枯草芽孢桿菌處理的土壤中芽孢桿菌屬菌群相對(duì)豐度提高。經(jīng)過敵克松處理的土壤中水小桿菌屬菌群相對(duì)豐度明顯高于其他處理。

2.2.2 不同土壤處理真菌屬水平主要物種相對(duì)豐度比較 從圖3可以看出，生石灰處理后，土壤中紅菇屬（Russula）、鐮刀菌屬（Fusarium）和雙水母屬（Amphinema）菌群的相對(duì)豐度較高。敵克松處理后，土壤中紅菇屬、鐮刀菌屬、雙水母屬和曲霉屬（Aspergillus）菌群相對(duì)豐度較高。根寶處理后，土壤中曲霉屬、鐮刀菌屬、紅菇屬和蠟殼耳屬（Sebacina）菌群相對(duì)豐度較高?？莶菅挎邨U菌處理后，土壤中紅菇屬、曲霉屬和鐮刀菌屬菌群相對(duì)豐度較高。甲霜噁霉靈處理和對(duì)照土壤中紅菇屬、曲霉屬、蠟殼耳屬和鐮刀菌屬菌群相對(duì)豐度較高。原始土樣中曲霉屬、紅菇屬和鐮刀菌屬菌群相對(duì)豐度較高。由此可見，連作提高了土壤中鐮刀菌屬真菌的比例。同時(shí)連作土壤中相對(duì)豐度排名前20的真菌菌群相對(duì)豐度明顯上升，均高于原始土樣。

2.3 不同處理土壤微生物多樣性指數(shù)

由表2可知，不同土壤處理之間細(xì)菌多樣性指數(shù)無顯著差異。原始土樣細(xì)菌群落豐富度指數(shù)、屬個(gè)數(shù)和譜系多樣性指數(shù)分別為1 836.75、1 461.00和107.07，其細(xì)菌群落相對(duì)豐度和多樣性均顯著低于其他處理。不同土壤處理之間的真菌多樣性指數(shù)無顯著差異。原始土樣真菌的屬個(gè)數(shù)、譜系多樣性指數(shù)、香農(nóng)-威娜指數(shù)和辛普森多樣性指數(shù)分別為2 379.330 0、316.070 0、6.580 0和0.909 6，均顯著低于其他處理，表明其真菌群落的多樣性較低。

2.4 不同處理土壤養(yǎng)分含量和理化性質(zhì)對(duì)土壤微生物群落組成的影響

由表3可知，土壤中芽孢桿菌屬菌群的相對(duì)豐度和銨態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān)，和EC值呈顯著負(fù)相關(guān)。類諾卡氏菌屬菌群相對(duì)豐度與EC值呈極顯著負(fù)相關(guān)。特呂珀菌屬菌群的相對(duì)豐度與土壤pH值呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.681;與EC值呈極顯著正相關(guān)。未識(shí)別菌群（EcFYyy-200）的相對(duì)豐度和土壤pH值呈極顯著正相關(guān)。遲鈍水桿型菌屬菌群的相對(duì)豐度與EC值呈極顯著正相關(guān)。未識(shí)別菌群（Subgroup 10）的相對(duì)豐度和土壤中的有效鉀含量呈顯著正相關(guān)。產(chǎn)蛋白酶中度嗜鹽菌屬菌群的相對(duì)豐度和土壤pH值呈顯著負(fù)相關(guān)。膨脹芽胞桿菌屬菌群的相對(duì)豐度和土壤pH值呈顯著負(fù)相關(guān)，和EC值呈顯著正相關(guān)。未識(shí)別菌群（Paenisporosarcina）的相對(duì)豐度和土壤pH值呈極顯著正相關(guān);和EC值呈顯著負(fù)相關(guān)。擬綠膠藍(lán)細(xì)菌屬菌群的相對(duì)豐度與土壤pH值呈顯著正相關(guān)。未識(shí)別菌群（Gaiella）的相對(duì)豐度與土壤中有效鉀含量呈極顯著正相關(guān)。其他菌群的相對(duì)豐度與土壤EC值呈顯著正相關(guān)。與土壤銨態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān)的細(xì)菌菌群有1個(gè)，與有效鉀含量呈顯著正相關(guān)的細(xì)菌菌群有2個(gè)，與土壤pH值具有顯著相關(guān)性的細(xì)菌菌群有6個(gè)，與EC值具有顯著相關(guān)性的細(xì)菌菌群有7個(gè)。速效磷含量的改變對(duì)土壤細(xì)菌菌群的相對(duì)豐度無影響。

相對(duì)細(xì)菌菌群而言，真菌菌群的相對(duì)豐度受土壤理化性質(zhì)影響較小。曲霉屬菌群的相對(duì)豐度與土壤有效鉀含量呈顯著正相關(guān)。鐮刀菌屬菌群的相對(duì)豐度與土壤EC值呈顯著正相關(guān)。雙水母屬菌群的相對(duì)豐度與土壤銨態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與EC值呈極顯著正相關(guān)。被孢霉屬菌群的相對(duì)豐度與土壤EC值呈顯著正相關(guān)。粘蓋牛肝菌屬菌群的相對(duì)豐度與土壤銨態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)。毛殼菌屬菌群的相對(duì)豐度與土壤pH值呈極顯著正相關(guān)。與土壤銨態(tài)氮含量顯著負(fù)相關(guān)的真菌菌群有2個(gè)，與有效鉀含量顯著正相關(guān)的真菌菌群有1個(gè)，與土壤pH值極顯著正相關(guān)的真菌菌群有1個(gè)，與EC值具有顯著相關(guān)性的真菌菌群有3個(gè)。速效磷含量對(duì)土壤真菌菌群的相對(duì)豐度無影響。

3 討論

多種因素相互作用導(dǎo)致了土壤連作障礙，其中土壤微環(huán)境惡化和植物自毒作用兩方面的因素起主導(dǎo)作用[15-16]。土壤微生物多樣性研究主要集中在物種多樣性、遺傳多樣性、結(jié)構(gòu)多樣性及功能多樣性4個(gè)方面。同種作物連續(xù)種植多年后，根系土壤微環(huán)境發(fā)生變化，土壤肥力降低，土壤中細(xì)菌菌群數(shù)量和相對(duì)豐度降低，真菌菌群數(shù)量和相對(duì)豐度增加，標(biāo)志著土壤開始衰竭[17]。其他作物，比如葡萄，經(jīng)過連作后土壤中細(xì)菌群落多樣性降低11.7%，真菌群落多樣性降低5.2%，微生物種類與構(gòu)成發(fā)生了顯著變化[18]。本研究結(jié)果也表明，經(jīng)過2年西瓜連作后，細(xì)菌群落的多樣性明顯降低，相對(duì)豐度排名前20的細(xì)菌菌群相對(duì)豐度總和顯著降低。而土壤中真菌菌群的相對(duì)豐度明顯上升。其次連作導(dǎo)致土壤微生物多樣性失調(diào)，微生物的碳代謝水平顯著下降[19-20]。最后連作導(dǎo)致土壤中有害菌群和根結(jié)線蟲增加。本研究結(jié)果表明，連作后土壤中鐮刀菌屬真菌的比例增加。也有相關(guān)研究結(jié)果表明，蘋果連作后，土壤中鐮刀菌的數(shù)量比對(duì)照提高了6倍，植株出現(xiàn)莖粗降低、株高下降的現(xiàn)象[21]。

土壤改良是解決連作障礙的方法之一。一是增施有機(jī)肥。合理配方施肥，減少化肥用量，可以改善土壤理化性狀，調(diào)節(jié)土壤微環(huán)境，緩解連作障礙。研究發(fā)現(xiàn)，番茄連作時(shí)增施有機(jī)肥可提高脲酶活性，降低過氧化氫酶活性，改善設(shè)施土壤微環(huán)境[22]。增施全水溶性有機(jī)肥后，連作甜瓜的株高、葉片數(shù)及根莖葉鮮質(zhì)量均顯著提高，從而增加了甜瓜的產(chǎn)量[23]。本研究結(jié)果也表明，增施氨基酸水溶肥根寶后，土壤中養(yǎng)分綜合含量提高。二是添加土壤改良劑。研究結(jié)果表明，連續(xù)種植桃樹的土壤中施用生物炭，可提高有機(jī)質(zhì)含量及蔗糖酶活性[24]。三是對(duì)土壤消毒。

常用的方法有日光曝曬、高溫悶棚和化學(xué)藥劑消毒等。本試驗(yàn)安排的生石灰、敵克松和甲霜噁霉靈處理均基于此，但效果并不顯著。四是生物防治，增加有益微生物數(shù)量。研究結(jié)果表明，在番茄定植時(shí)采用解淀粉芽孢桿菌B1619處理土壤，番茄枯萎病菌種群數(shù)量比對(duì)照平均下降了43%[25]。本研究采用枯草芽孢桿菌處理土壤后，叢毛單胞菌科桿菌屬菌落相對(duì)豐度明顯下降。

微生物多樣性分析主要針對(duì)物種組成的豐富度和均勻度進(jìn)行分析，反映微生物生態(tài)層次上的改變，包括種類、遺傳等以及微生物群落的穩(wěn)定性[26]。微生物多樣性是評(píng)估土壤質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)的重要指標(biāo)[27-31]。使用基于屬的絕對(duì)豐度及注釋信息，可有效評(píng)估樣本的物種注釋分辨率及復(fù)雜度。屬個(gè)數(shù)指數(shù)和菌種豐富度指數(shù)反映群落豐富度和樣品測序量。香農(nóng)-威娜指數(shù)和辛普森指數(shù)反映群落多樣性和物種均勻度。譜系多樣性指數(shù)反映樣品中物種進(jìn)化歷史過程中的差異。測序深度指數(shù)反映測序深度，即測序時(shí)樣品中細(xì)菌屬或真菌屬的覆蓋程度。本研究發(fā)現(xiàn)，不同土壤處理間細(xì)菌多樣性指數(shù)無顯著差異，原始土樣細(xì)菌菌群豐富度指數(shù)、屬個(gè)數(shù)和譜系多樣性指數(shù)分別為1 836.75、1 461.00和107.07，均低于其他處理。不同土壤處理之間的真菌多樣性指數(shù)無顯著差異。原始土樣真菌的屬個(gè)數(shù)、譜系多樣性指數(shù)、香農(nóng)-威娜指數(shù)和辛普森指數(shù)均低于其他處理，表明其真菌群落的多樣性較低。

研究結(jié)果表明，土壤理化性質(zhì)、養(yǎng)分含量與微生物群落組成關(guān)系密切[32-33]。吳朝暉等[34]研究發(fā)現(xiàn)，水稻土中的變形菌門群落相對(duì)豐度主要受有機(jī)質(zhì)含量影響，而擬桿菌門群落則主要受速效磷含量影響。陳孟立等[35]研究發(fā)現(xiàn)，黃土丘陵地區(qū)土壤中細(xì)菌群落組成主要受土壤全氮和有機(jī)質(zhì)含量影響。本研究結(jié)果表明，土壤中芽孢桿菌屬菌群相對(duì)豐度與銨態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān)，與EC值呈顯著負(fù)相關(guān)。類諾卡氏菌屬菌群相對(duì)豐度與EC值呈極顯著負(fù)相關(guān)。相對(duì)細(xì)菌菌群而言，真菌菌群受土壤理化性質(zhì)影響較小。曲霉屬菌群相對(duì)豐度與土壤有效鉀含量呈顯著正相關(guān)。鐮刀菌屬菌群相對(duì)豐度與土壤EC值呈顯著正相關(guān)。雙水母屬菌群相對(duì)豐度與土壤銨態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與EC值呈極顯著正相關(guān)。

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