连作土壤微生物区系分析.pdf

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1、第48卷第3期土壤学报Vol.48,No.32011年5月ACTAPEDOLOGICASINICAMay,2011*连作土壤微生物区系分析、调控及高通量研究方法薛超黄启为凌宁高雪莲曹云赵青云何欣沈其荣(南京农业大学江苏省固体有机废弃物资源化利用高技术研究重点实验室,南京210095)摘要土壤连作后导致土壤微生物生态失衡、病原微生物富集、有益微生物减少,土壤微生物从细菌主导型向真菌主导型转化,使病原菌更容易侵染植物而引发植物的各种土传病害。施用微生物有机肥可以将失衡的微生物区系恢复到健康的状态,

2、从而可以起到防治土传病害的作用。本文围绕连作引起的土壤中各大类微生物数量和种类的变化以及连作土壤施用微生物有机肥修复后其微生物数量和种类的变化进行了综述,并通过与传统技术比较,介绍了454高通量测序研究方法的优越性,指出了其在土壤微生物区系研究中的重要性。关键词微生物有机肥;调控;土壤微生物区系;连作;土传病害;454测序中图分类号S154.37文献标识码A[9-10]保护地栽培和大田经济作物种植已经成为我率可以达到70%以上,虽然没有化学农药防治国高效农业的主体部分,农民为了得到最大的经济率高

3、,但是从国家农产品安全的角度出发,微生物效益,长期在同一块土地上种植同一高产经济作有机肥显然是一个更好的选择。并且通过对微生物,使得土壤连作障碍此起彼伏,很多土壤土传病物有机肥配方和生产工艺的改良以及施用方法的害十分严重,经济作物的连作障碍问题是全球农业优化,有些微生物有机肥对土传病害的防治率可以[1][11-12]集约化生产的瓶颈。一些农民采用土壤化学消达到80%以上。毒方式来消除由土传病害引起的连作障碍问题,不微生物有机肥防治土传病害的防治机理众说[13-15]仅显著增加投入成本,更严重污染

4、了土壤和农作不一。本文围绕经济作物连作导致土壤微生[2]物,直接威胁着经济作物的食品安全。政府严禁物区系恶化和施用微生物有机肥对连作土壤微生用化学品进行土壤消毒,但农业生产中又缺乏更好物区系进行调控和逐步修复等方面进行综述,同时的替代办法,因此亟需寻找一种环境友好型的方法介绍了454测序技术给土壤微生物研究带来的革新来替代化学农药消毒法。及其应用,为揭示微生物有机肥防治土传病害的微大量研究表明,施用有机(类)肥料对土传病害生物生态学机理研究提供参考。[3-4]具有防治作用,尤其是将有机肥与功能微

5、生物(生防菌、促生菌等)相结合制成微生物有机肥后施1连作后土壤微生物区系变化[5-6]用,效果更好。过去有报道利用生防菌剂防治土传病害有一定的效果,但是效果很不稳定,防治植物连作后,由于长期受同一类根系分泌物的[7-8]率在一般50%以下。其中很大的原因可能是生影响,土壤微生物群落会发生选择性富集,导致土防菌剂施用后,由于土壤环境不利于所施入的生防壤微生物群落数量发生变化。菌,尚未发挥作用就已死亡。有机肥与生防菌的结1.1连作后土壤微生物数量变化合使得生防菌施用后能利用有机肥中的营养,促进土壤中

6、各大类(细菌、真菌、放线菌)微生物的生防菌在植物根际定殖,从而发挥生物防治的作数量一直是衡量土壤中微生物区系状况的一个重用。据报道,一些微生物有机肥对土传病害的防治要的指标。用土壤悬液系列稀释涂布培养的方法*国家自然科学基金项目(40871126)、农业部农业公益性行业科研专项(201103004)、江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2008027)资助通讯作者,E-mail:shenqirong@njau.edu.cn作者简介:薛超,男,博士研究生,从事土壤微生物分子生态学研究收稿日期:2

7、010-07-12;收到修改稿日期:2010-11-113期薛超等:连作土壤微生物区系分析、调控及高通量研究方法613可以对土壤中可培养的细菌、真菌、放线菌以及一1.1.3连作后土壤中其他菌群的数量变[16][24]些特定的菌群进行计数,通过比较可以得知连作化Postma等发现花椰菜连作后,荧光假单胞对土壤中可培养微生物数量的影响。菌(Psendomonasfluorescens)的数量显著上升,尤其1.1.1连作后土壤中细菌、真菌和放线菌的数量变是连作5年后,土壤中荧光假单胞菌的数量达到-1化

8、很多研究表明,连作后土壤中细菌和放线菌5.27~5.45lgcfug土,而非连作土中荧光假单胞[17]-1的数量急剧下降,真菌的数量显著上升。Robert菌的数量只有4.70~4.98lgcfug土。而Rob-[17]发现土豆连作后土壤细菌和放线菌数量下降,真菌ert研究发现土豆连作后土壤中荧光假单胞菌的[18]数量上升。王茹华等研究了嫁接对茄子根际微数量下降,同时木霉(Trichodermasp.)的数量也有[27]生物种群数量的影响,得出连作条件下,茄子根际所下降。陈宏宇等的研究结果表明,大

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