不同生育期根际微生物区系变化研究
中国农业科学２００４，３７（１０）：１５２１—１５２６
ＳｃｉｅｎｔｉａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａＳｉｎｉｃａ
黄瓜不同生育期根际微生物区系变化研究
胡元森１，吴坤２刘娜２，陈红歌２，贾新成２
（１南京农业大学生命科学学院微生物学系，南京２１００９５；２河南农业大学生物技术与食品科学学院，郑州４５０００２）
摘要：对黄瓜根际主要微生物类群在不同生育期的变化进行了研究，着重用ＰＣＲ—ＤＧＧＥ技术对根际土壤未培养优势菌群的变化进行了分析。结果表明，黄瓜根际微生物主要类群的数量与其生长发育呈正相关。根际微生物的数量一般是由栽种时开始升高，到花期或盛果期时达到最高峰，生长后期有下降趋势，根际微生物数量比同时期的对照要高。土壤微生物总基因组１６ＳｒＤＮＡＶ３区的ＰＣＲ－ＤＧＧＥ图谱显示农田土壤微生物区系组成稳定，但黄瓜生长对某些种群数量分布有一定影响，特别是黄瓜生长前期，根际细菌数量变化显著，在花期表现尤其明显，揭示黄瓜花期生长对根际微生物的影响可能较大，也说明这些类群微生物可能是对黄瓜花期生长起特殊作用的未培养微生物。另外，有许多在整个过程中亮度基本不发生变化的条带，这是一些对农田微生态环境的构成及稳定起重要作用的土居微生物群体，它们在土壤微生物中占有很大比重。
关键词：土壤；黄瓜；根际微生物；ＰＣＲ－ＤＧＧＥ
ＳｔｕｄｉｅｓｏｎＭｉｃｒｏｂｉａｌＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＤｙｎａｍｉｃｓｉｎｔｈｅＣｕｃｕｍｂｅｒＲｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓａｔＤｉｆｆｅｒｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌＳｔａｇｅｓ
ＨＵＹｕａｎ．ｓｅｎｌ，ＷＵＫｕｎ２，ＬＩＵＮａ２，ＣＨＥＮＨｏｎｇ—ｇｅ２，ＪＩＡＸｉｎ—ｃｈｅｎ９２（１ＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅＣｏｌｌｅｇｅ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５；２ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＦｏｏｄ
ＳｃｉｅｎｃｅＣｏｌｌｅｇｅ，ＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｉｎｔｈｅｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｆｃｕｃｕｍｂｅｒｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｃｕｌｔｉ—ｖａｔｉｏｎ－ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎｄｉｒｅｃｔｌｙｅｘｔｒａｃｔｅｄＤＮＡ．Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｔａｋｅｎａｔ２ｎｄ，４ｔｈ，７ｔｈａｎｄ１０ｔｈｗｅｅｋａｆｔｅｒｔｈｅｓｅｅｄｓｗｅｒｅｐｌａｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈＷａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄａｔｅｏｆｃｕｃｕｍｂｅｒｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅ
ｔｏｔａｌｎｕｍｂｅｒｏｆｂａｃｔｅｒｉａ，ｆｕｎｇｉａｎｄａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓｂｅｇａｎｔｏｒｉｓｅａｔｐｌａｎｔｉｎｇａｎｄｑｕｉｃｋｌｙｒｅａｃｈｅｄｉｔｓｐｅａｋａｔｓｅｅｄｌｉｎｇｏｒｆｌｏｗｅｒｉｎｇｐｅｒｉｏｄ，ｂｕｔｄｅｃｒｅａｓｅｄｓｌｉｇｈｔｌｙｌａｔｅｒ．ＢａｃｔｅｒｉａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅＷａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｅｘｃｅｐｔｃｅｒｔａｉｎｐｅｒｉｏｄｓ，
ｗｈｉｌｅｂｏｔｈｓｈｏｗｅｄｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｃｈａｎｇｅ仃ｅｎｄａｔａｌｌｓｔａｇｅｓ．Ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｉｘｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ．ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｆｉｘｉｎｇｂａｃｔｅｒｉｓａｎｄａｍｍｏｎｉｆｉｅｒｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｓａｍｅｃｈａｎｇｅｔｅｎｄｅｎｃｙｉｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎａｓｂａｃｔｅｒｉａａｎｄａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓｄｉｄｗｈｉｌｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｍｉｃｒｏｂｅｓｈａｄｔｈｅｃｏｎｔｒａｒｙｅｆｆｅｃｔｓａｓｃｕｃｕｍｂｅｒｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ＴｈｅｒｅＷａｓａｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｍｉｃｒｏｂｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎａｎｄｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ
ｃｕｃｕｍｂｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．ＰＣＲＷａｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏａｍｐｌｉｆｙＶ３ｒｅｇｉｏｎｏｆ１６ＳｒＤＮＡ，ｔｈｅｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｄｅｎａｔｕｒｉｎｇｇｒａｄｉｅｎｔｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ（ＤＧＧＥ）．ＤＧＧＥｐｒｏｆｉｌｅｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔａｆｅｗｏｆｍｉｃｒｏｂｅｓｐｅｃｉｅｓｌｉｖｅｄｓｔａｂｌｙｉｎｔｈｅｆａｒｍｌａｎｄ，ｂｕｔｓｏｍｅｗｅｒｅａｆｆｅｃｔｅｄｉｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｃｕｃｕｍｂｅｒｇｒｏｗｔｈ．ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅＷａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｏｉｌｓｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒｔｈｅｓｅｅｄｌｉｎｇａｎｄｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓａｍｐｌｅｓ．ＦｅｗｐｒｏｍｉｎｅｎｔｂａｎｄｓｉｎＤＧＧＥｐａｔｔｅｒｎｓｗｈｉｃｈｄｉｓｐｌａｙｅｄｓ仃ｏｎｇｅｒｏｒｌｅｓｓｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｍｅａｎｓｔｈｅｂａｃｔｅｒｉａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｈａｄｇｒｅａｔｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｉｎｔｈａｔｐｅｒｉｏｄ．Ｔｈｉｓｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｆｌｏｗｅｒｉｎｇｃｕｃｕｍｂｅｒｈｅａｖｉｌｙ
ｃｕｃｕｍｂｅｒｆｌｏｗｅｒｉｎｇ．Ｍｏｓｔａｆｆｅｃｔｅｄｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｂａｃｔｅｒｉａ，ｏｒｔｈｅｂａｃｔｅｒｉａ，ｍｏｓｔｐｒｏｂａｂｌｙｕｎｃｕｌｔｕｒｅｄｂａｃｔｅｒｉａ，ｆｕｎｃｔｉｏｎｅｄｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒ
ｄｅｔｅｃｔｅｄｂａｎｄｓｗｉ吐ｌｎｏｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｉｎＤＧＧＥｗｅｒｅｌｉｋｅｌｙｔｏｒｅｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｉｎｄｉｇｅｎｏｕｓｍｉｃｒｏｂｌｅｓｔｈａｔｗｅｒｅｅｓｓｅｎｔｉａｌｆｏｒ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇａｎｄｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇｆａｒｍｌａｎｄｍｉｃｒｏｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
ＫｅｙｗｏｒｄＳ：Ｓｏｉｌ；Ｃｕｃｕｍｂｅｒ；Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｍｉｃｒｏｂｅ：ＰＣＲ－ＤＧＧＥ
收稿日期：２００３—１２—０１
基金项目：河南省科技攻关计划资助项目（０３２４０５００１２）
作者简介：胡元森（１９７６－），男，河南光山人，博士研究生，主要从事土壤微生物生态学研究。Ｔｅｌ：０３７１—３５５５１５９；Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｙｓ３０８０１６３．ｃｏｍ。贾新成为通迅作者，Ｔｅｌ：０３７１—３５５８７２９；Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｃｊｌ２３＠ｓｉｎｏｈｏｍｅ．ｃｏｍ
１５２２中国农业科学３７卷
根际是一个很特别的微区域。由于植物根系的影
响，使其周围的微域在物理、化学和生物特性方面与
土体主体不同【ｌ】。已有研究表明不同作物的根际有其
特定的微生物群落，就是同一作物在不同生育时期
和营养状态下，其根际微生物数量也呈现一定的动
态变化【２￣５】。目前国内对根际微生物的研究主要运用
传统的平板培养分离鉴定等方法，使得对根际微生物
的研究仅停留在可培养的层面上，而对占土壤绝大多
数的未培养微生物涉及的却很少。本文同时采用平板
培养和ＰＣＲ－ＤＧＧＥ技术对黄瓜根际微生物的动态变
化进行分析，特别是ＰＣＲ—ＤＧＧＥ这一新兴技术，直接
以土壤微生物群体基因组ＤＮＡ为研究对象，通过比
较各种细菌的１６ＳｒＲＮＡ基因信息来了解细菌多样性
变化，从而了解大田种植黄瓜在不同时期的根际微生
物群落特点及其变化规律。这种试验技术的应用，有
效避免了传统培养中由于培养基的选择性而导致微生
物群体多样性丧失，种群构成发生变化等弊病，能够
更直接更可靠的反映土壤微生物的原始组成情况［６］。
本文研究对于探讨黄瓜连作障碍的生物机理，以及用
微生态控制方法来克服黄瓜连作障碍有着重要的意
义。
１材料与方法
１．１试验地选择
试验地选在郑少Ｉ＇１市毛庄镇无公害蔬菜试验基地，
前茬蔬菜为包菜。种前整块试验地均匀施有机肥２５０
ｋｇ．ｈａ．１，微肥６０ｋｇ?ｈａｌ。黄瓜栽培面积约为８ｍ×１０ｍ。
试验地人工管理，不施任何农药。黄瓜各生育期地表
下１０ｃｍ处土壤日平均温度分别为：苗期２９．０７。Ｃ，花
期２４．９６＂Ｃ，盛果期２２．５５。Ｃ，结果末期２０．４７＂Ｃ。土壤
基本理化性质见表１。
表１土壤基本理化性状
Ｔａｂｌｅ１Ｂａｓｉｃｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｉｌ
土壤类型ｐＨ有机质全氮全磷
Ｓｏｉｌｔｙｐｅ
Ｏｒｇａｎｉｃ。．ｍａｔｔｅｒＴｏｔａｌ，ＮＴｏｔａｌ
Ｐ．
（ｇ：虹：！）（ｇ：至匹！）【ｇ：鲤：！）
潮土５．８６２０．３１．５２Ｏ．９２
１１坚！：１９坐！！ｉ１
１．２研究方法
１．２．１土壤样品的采集与分析在黄瓜各生育期的晴天上午１０：００左右，按五点取样法选取黄瓜植株，将其根系区土样用铁铲挖出，抖掉根系外围土，取紧贴在根表附近的土样，同时在未种黄瓜的同一地块上取土作为对照。将土样装入无菌纸袋，立即带回实验室，研磨过１ｎｌｎｌ筛后于４℃冰箱保存。
１．２．２土壤可培养微生物分析［Ｊ７］采用牛肉膏蛋白胨培养基混菌法培养细菌。马丁氏（ｍａｒｔｉｎ）培养基混菌法培养真菌，改良高氏一号培养基表面涂抹法培养放线菌。硝化细菌用Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ培养液ＭＰＮ法，自生固氮菌用Ａｓｈｂｙ无氮培养液ＭＰＮ法，纤维素分解菌用Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ培养液ＭＰＮ法。氨化细菌用蛋白胨氨化培养液ＭＰＮ法。
１．２．３土壤微生物的ＤＧＧＥ分析
１．２．３．１土壤微生物基因组ＤＮＡ的提取和纯化
ＤＮＡ的提取参照文献［８，９】方法，基因组ＤＮＡ采用Ｖｉｔａｇｅｎ胶回收试剂盒进行纯化。
１．２．３．２基因组ＤＮＡ的ＰＣＲ扩增
（１）１６ＳｒＤＩＮＡ基因Ｖ３区扩增以纯化后的基因组ＤＮＡ为ＰＣＲ反应的模板，采用上海生工公司合成的对大多数细菌和古细菌Ｖ３区具有特异性的引物对［１０］Ｆ３３８ＧＣ和Ｒ５１８在热循环仪ＰＴＣ一２００上进行扩增，扩增片段长度约为２３０ｂｐ。
（２）ＰＣＲ反应体系５０ｎｇ的模板，１５ｐｍｏｌ的引物，１５ｎｍｏｌｄＮＴＰｓ，５“ｌ的１０×ＰＣＲ缓冲液（ｗ油２５ｍｍｏｌ?Ｌ～ＭｇＣｌ２），５Ｕ的Ｔａｑ聚合酶（Ｔａｋａｒａ公司），补加超纯水至５０ｐ１。
（３）ＰＣＲ反应条件９４＊Ｃ预变性５ｍｉｎ，然后９４℃变性５０Ｓ，５６℃退火４０Ｓ，７２℃延伸５０Ｓ，３５个循环，最后在７２。Ｃ下延伸５ｍｉｎ。
１．２．３．３ＰＣＲ产物的ＤＧＧＥ分析采用Ｂｉｏ—Ｒａｄ公司Ｄｃｏｄｅ型梯度胶制备装置，制备变性剂浓度从３５％到５５％（１００％变性剂为７ｍｏｌ?Ｌｄ的尿素和４０％的去离子甲酰胺的混合物）的１０％的聚丙烯酰胺胶，变性剂浓度从胶的上方向下方递增。待胶凝固后，加入ＰＣＲ样品２５ｕｌ，在１５０Ｖ电压，６０℃下电泳５ｈ，电泳结束后将凝胶放在ＳＹＢＲＧｒｅｅｎＩＤＮＡ染色液染色２０～４０ｍｉｎ。染色后的凝胶用Ｂｉｏｃａｍｐｔ成像系统拍照，并用Ｂｉｏ一１Ｄ软件进行分析。
２结果与分析
２．１不同生育期根际微生物分析
２．１．１根际土壤微生物区系黄瓜各生育期土壤微生物数量如表２。从表２可知，根际微生物的数量在前期不断地增加，具体表现为：种前＜苗期＜花期。微生物的总数种前最少，至花期达到最高峰，然后开始稍有降低。在整个生育期内，根际和对照细菌，放
１０期胡元森等：黄瓜不同生育期根际微生物区系变化研究１５２３
线菌和真菌的总数变化趋势一致。从表２还可看出，虽然微生物的总量一直处在动态变化中，但细菌在各个时期土壤微生物组成中都占绝对优势，说明它对根际微生态的稳定及根际养分的供应起重要作用。从黄瓜栽种到花期这段时间，根际和对照土中细菌及放线菌数量都急剧上升。根际放线菌在各时期的数量都比对照多，表现出明显的根际效应；根际细菌的数量在花期达到最高值，此后略有降低并维持在较稳定的水平，而对照中细菌数量波动较大，在苗期和花期均表现出根际反效应。总体看来，根际真菌的数量呈缓慢的下降趋势，并在黄瓜生长后期保持稳定，与对照相比，除花期数量变化较大外，其余时期根际真菌数量都比对照多。
表２黄瓜不同生育时期根际及对照土壤可培养微生物数量
Ｔａｂｌｅ２Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｕｌｔｕｒａｂｌｅｍｉｃｒｏｂｅｉｎｃｕｃｕｍｂｅｒｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｏｉｌｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｓｔａｇｅｓ（×１０６ｃｍ?ｇ‘１ｄｒｙｓｏｉｌ）
２．１．２根际土壤微生物主要生理群分析试验结果（表３）表明，根际和对照中自生固氮菌、纤维素分解菌、氨化细菌的数量变化趋势基本一致，都是由种前开始升高，到花期或盛果期时达到最高峰，然后开始降低。除在盛果期自生固氮菌和花期氨化细菌根际比对照少外，二者在其余各时期都表现出根际效应；纤维素分解菌则相反，各时期根际土中的数量比对照低。硝化细菌在整个生长期内一直呈上升趋势，但根际硝化细菌在数量上明显高于对照。
表３黄瓜不同生育时期根际及对照土壤可培养微生物主要生理群数量
Ｔａｂｌｅ３Ｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｏｆｍａｊｏｒｃｕｌｔｕｒａｂｌｅｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｉｎ
ｃｕｃｕｍｂｅｒｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｏｉｌｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｓｔａｇｅｓ（×１０’ｃｆｕ?９１）
２．２根际土壤微生物区系的ＤＧＧＥ分析
２．２．１土壤微生物基因组ＤＮＡ的提取从黄瓜根际及对照土样中提取到了片段长度约为２３ｋｂ的细菌基因组。纯化后得到了纯度较高的ＤＮＡ，具备ＰＣＲ扩增条件（图１）。
２．２．２１６ＳｒＤＮＡ基因的Ｖ３区ＰＣＲ扩增以纯化后的基因组ＤＮＡ为模板，采用对大多数细菌和古细菌的１６ＳｒＤＮＡ基因Ｖ３区具有特异性的引物对Ｆ３３８ＧＣ和Ｒ５１８进行扩增，得到预期试验结果（图２），扩增片段长约２４０ｂｐ，目的片段的量满足ＤＧＧＥ进样要求。２．２．３黄瓜不同发育期土壤细菌的ＤＧＧＥ分析ＤＧＧＥ条带的数量基本体现了土样中细菌种群的数量，而条带的亮度则反映该种细菌数量的多少。从图３可见，各时期样品的条带数量大体一致，但某些条带的质量却发生了明显的变化，表现在条带亮度的增强或减弱上。在苗期，条带ｅ在根际的亮度比对照强，体现出明显的根际效应，条带ｂ则表现出反效应，在对照中显示更强的亮度，而其余条带在根际与对照中差异不大，表明此时期细菌种群的数量已开始发生变化。花期是细菌种群变化最为明显的阶段，多条泳带质量发生了明显改变，与种前和苗期相比，条带ａ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｋ的亮度在花期根际突然增强而在对
１５２４中国农业科学３７卷
１．ＬａｍｂｄａｈｉｎｄＩＩＩｄｉｇｅｓｔｅｄｍａｒｋｅｒ；２．种前土；３、５、７、９为苗期、花
期、盛果期、结果末期根际土；４、６、８、１０为苗期、花期、盛果期、
结果末期对照土
１．ＬａｍｂｄａｈｍｄＨＩｄｉｇｅｓｔｅｄｍ盯ｋｅｆ：２．Ｐｒｅｓｏｗｉｎｇｓｏｉｌ；３，５，７，９．
Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｇｓｏｉｌｓｆｏｒｓｅｅｄｉｎｇ，ｆｌｏｗｅｒ，ｆｌｏｕｒｉｓｈｆｒｕｉｔａｎｄｌａｔｅｆｒｕｉｔｓｔａｇｅｓ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；４，６，８，１０．Ｃｏｎｔｒｏｌｓｏｉｌｓｆｏｒｓｅｅｄｌｉｎｇ，ｆｌｏｗｅｒ，ｆｌｏｕｒｉｓｈｆｒｕｉｔａｎｄ
ｌａｔｅｆｉ＇ｕｉｔｓｔａｇｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
图１土壤微生物基因组ＤＮＡ琼脂糖凝胶电泳
Ｆｉｇ．１ＡｇａｒｏｓｅｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓｏｆｇｅｎｏｍｅＤＮＡｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓ
１．种前土；２、４、６、８为苗期、花期、盛果期、结果末期根际土；３、５、７、９为苗期、花期、盛果期、结果末期对照土；１０．ＤＬ２０００ＤＮＡｍａｒｋｅｒ１．Ｐｒｅｓｏｗｉｎｇｓｏｉｌ；２，４，６，８．Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌｓｏｆｓｅｅｄｉｎｇ，ｆｌｏｗｅｒ，ｆｌｏｕｒｉｓｈｆｒｕｉｔａｎｄｌａｔｅｆｒｕｉｔｓｔａｇｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；３，５，７，９．Ｃｏｎｔｒｏｌｓｏｉｌｓｏｆｓｅｅｄｉｎｇ，ｆｌｏｗｅｒ，ｆｌｏｕｒｉｓｈｆｒｕｉｔａｎｄｌａｔｅｆｒｕｉｔｓｔａｇｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；１０．ＤＬ２０００ＤＮＡｍａｒｋｅｒ
图２ＰＣＲ扩增Ｖ３区ＤＮＡ片段琼脂糖凝胶电泳
Ｆｉｇ．２ＡｇａｒｏｓｅｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓｏｆＶ３ｒｅｇｉｏｎａｍｐｌｉｆｉｅｄｂｙＰＣＲ
照中变化不大，说明它们代表的细菌类群数量在花期根际陡然上升。这些条带在花期后又恢复到种前状态，在根际和对照中差异不明显，揭示了这些微生物在花期与黄瓜有较强的相互作用。条带ｂ在种前及苗期亮度较大，在花期根际及对照中其亮度突然减弱，此后１．种前土；２、４、６、８．苗期、花期、盛果期、结果末期根际土；３、５、７、９．苗期、花期、盛果期、结果末期对照土
１．Ｐｒｅｓｏｗｉｎｇｓｏｉｌ；２，４，６，８．Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌｓｏｆｓｅｅｄｉｎｇ，ｆｌｏｗｅｒ，ｆｌｏｕｒｉｓｈｆｒｕｉｔａｎｄｌａｔｅｆｒｕｉｔｓｔａｇｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；３，５，７，９．Ｃｏｎｔｒｏｌｓｏｉｌｓｏｆｓｅｅｄｉｎｇ，ｆｌｏｗｅｒ，ｆｌｏｕｒｉｓｈｆｉａｆｉｔａｎｄｌａｔｅｆｒｕｉｔｓｔａｇｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
图３１６ＳｒＤＮＡ基因Ｖ３区ＤＮＡ片段的ＤＧＧＥ分离
Ｆｉｇ．３１
６ＳｒＤＮＡｇｅｎｅＶ３ｒｅｇｉｏｎｓｅｐａｒａｔｅｄｂｙＤＧＧＥ
稳定在较弱水平。从花期开始到盛果期和结果末期，条带ｇ和ｈ在根际的量比对照多，表现出明显的根际效应。条带ｉ在结果末期根际及对照中亮度都达到最高，它代表着数量一直增加的微生物类群。图３显示，在盛果期和结果末期，根际和对照绝大多数条带质量未发生变化，表明土壤细菌种群数量维持在稳定水平，揭示黄瓜与细菌各种群间的相互影响较弱。总体来看，在苗期至花期这一段时间土壤某些细菌种群的数量发生最大变化。
２．２．４ＤＧＧＥ胶片条带的聚类分析采用ＢＩＯ一１Ｄ软件分析ＤＧＧＥ图谱，根据电泳条带的数量，质量及迁移率进行聚类分析。从图４看出，愈到生长后期，根际与对照中细菌的种类和数量愈接近，相似性也愈高，如末期根际与对照（Ｌａｎｅ８～Ｌａｎｅ９）的相似性达到了７０％，而苗期和花期根际与对照（Ｌａｎｅ２～Ｌａｎｅ５）的相似性则较低，尤其是花期根际土与其它时期的根际与对照土相比，相似性更低，只有不到５０％，说明根系对根际细菌的影响在花期较明显，愈到生长后期愈小，这与前面的分析结果相符。图４展示了各时期土
壤细菌的ＤＧＧＥ图谱在不同程度上的相似性。
１０期胡元森等：黄瓜不同生育期根际微生物区系变化研究１５２５
Ｄｅｎｄｒｏｇｒａｒｎｗｉ也ｈｏｍｏｌｏｇｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ％：１．０（ＵＰＧＭＡ）
１．种前土；２、４、６、８．为苗期、花期、盛果期、结果末期根际土；３、５、７、９为苗期、花期、盛果期、结果末期对照土
１．Ｐｒｅｓｏｗｉｎｇｓｏｉｌ．２，４，６，８Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌｓｏｆｓｅｅｄｉｎｇ，ｆｌｏｗｅｒ，ｆｌｏｕｒｉｓｈｆｒｕｉｔ
ａｎｄｌａｔｅｆｉ＇ｕｉｔｓｔａｇｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；３，５，７，９．Ｃｏｎｔｒｏｌｓｏｉｌｓｏｆｓｅｅｄｉｎｇ，ｆｌｏｗｅｒ，ｆｌｏｕｒｉｓｈｆｒｕｉｔａｎｄｌａｔｅｆｒｕｉｔｓｔａｇｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
３讨论
图４ＤＧＧＥ胶片条带的聚类分析
Ｆｉｇ．４ＣｌｕｓｔｅｒｄｅｎｄｒｏｇｒａｍａｎａｌｙｓｉｓｏｆＤＧＧＥ
ｂａｎｄｓｉｎ
ｇｅｌ
试验中发现根际微生物的数量变化与黄瓜生长发育呈正相关的发展趋势。随着黄瓜根系不断生长，微生物数量也随之增加。花期到盛果期植株新陈代谢活动旺盛，微生物数量也较多，进入结果末期微生物数量又明显减少。这种根际微生物数量与植株生长发育呈正相关的现象在其它文献【１２￣１５】中也有相似报道。
从可培养微生物分析结果来看，在整个生育期，根际放线菌，硝化细菌数量都较对照高，表现出明显的根际效应，这一结果与文献［１１，１３］的报道一致；真菌，氨化细菌除在花期对照中有较大波动外，其余各时期根际效应也表现明显；根际细菌数量在黄瓜生长初期较对照少，表现为根际反效应，这一结果与文献［１１，１３，１５１报道有较大差异。这种情形可能与根际养分的亏缺有关。章家恩［１６】报道根际微生物数量与根际养分丰富状况具有一致性，在作物的旺盛生长期，根际养分反而会出现亏损，即出现根际养分反而比根外土壤低的情形。在苗期和花期，黄瓜生长旺盛，根际养分可能出现暂时的贫乏，随着微生物数量增长，对土壤有机质的分解和矿化能力加强，根际营养贫乏的状况可能出现缓解，这可能是导致根际微生物数量在黄瓜生长前期较对照少而后期比对照多的原因。另外试验采用的露地栽培是一个能量及物质循环相对开放的生态系统，与设施栽培相比，在温度，湿度、通气状况上差异很大，特别是黄瓜生长正处在８～９月份，温度和降水量不可控制性使得用培养计数来反映自然环境下微生物群体动态变化，在某些时期可能出现数量偏差。纤维素分解菌在黄瓜生长期一直表现根际反效应，这种现象在其它研究中也有相似报道。一般来说，根际微生物数量要明显高于根外土壤，但对某一类微生物不同植被可能表现出正的效应，也可能表现出负的效应［１６１。这主要由于根际微生物的数量和种类除受土壤环境条件影响外，最重要的是取决于根系分泌物，甚至根系分泌物的细小变化，都会导致根际微生物区系的极大差异，对于二者之间的关系，有待于进一步研究。表２、３表明微生物的数量在黄瓜生长后期有下降趋势，这可能是在黄瓜与根际微生物争夺土壤养分过程中，土壤生态系统的一种自身调节作用［１２，１３］，有益于生长后期提高黄瓜的产量。
ＤＧＧＥ条带的数量及亮度分别反映土壤中细菌种群的数目和数量。据此从ＤＧＧＥ图谱来看，农田土壤微生物区系组成很稳定，表现在不同时期条带数目的一致性上。但黄瓜生长对某些种群数量分布有一定影响，特别是在黄瓜生长前期，根际细菌数量变化十分显著，如条带ａ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｋ的亮度在花期根际突然增强，其它时期几乎没有变化，条带ｇ、ｈ在苗期根际对照差异不大，但在花期及以后根际和对照中亮度差别明显，根际效应显著，揭示黄瓜花期生长对根际
微生物的影响可能较大，也说明这些类群的微生物有
１５２６中国农业科学３７卷
可能对黄瓜花期生长起特殊作用。黄瓜生长后期，大多数类群微生物数量又恢复到种前水平并维持稳定，
说明二者间的相互作用可能较弱。
从ＤＧＧＥ图谱来看，细菌在花期根际的数量明显高于对照，而表２表明可培养根际细菌的数量反而比对照少，这一结果揭示。在花期发生明显数量变化的微生物很可能是未培养（ｕｎｃｕｌｔｕｒｅｄｂａｃｔｅｒｉａ）细菌。试验结果同时说明建立黄瓜发育过程微生物动态变化图谱是可行的。如将差别条带分离并测序，通过ＤＧＧＥ图谱及序列对比分析会有助于黄瓜根际微生物生态、
微生物肥料、以及黄瓜连作障碍等研究工作的开展。
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（责任编辑李云霞）
黄瓜不同生育期根际微生物区系变化研究
作者：胡元森， 吴坤， 刘娜， 陈红歌， 贾新成
作者单位：胡元森(南京农业大学生命科学学院微生物学系,南京,210095)， 吴坤,刘娜,陈红歌,贾新成(河南农业大学生物技术与食品科学学院,郑州,450002)
刊名：
中国农业科学
英文刊名：SCIENTIA AGRICULTURA SINICA
年，卷(期)：2004，37(10)
引用次数：15次
参考文献(16条)
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相似文献(10条)
1.学位论文杜社妮种植模式对日光温室黄瓜、番茄生长发育及土壤生物学特性的影响2005
连作是日光温室蔬菜生产中普遍存在的问题，连作障碍造成蔬菜产量降低，品质下降，土壤盐渍化，病虫害严重。本文研究不同连作年限及不同作物茬口对黄瓜、番茄的生长发育和土壤生物学特性的影响。通过大量地测试，结果表明：随着黄瓜、番茄种植年限的延长，土壤养分含量增加，其中
，土壤中的有机质、全氮、全磷和速效磷的增加幅度较大，土壤的pH值则随种植年限的延长而降低。 黄瓜、番茄连作年限越长，土壤的盐分、硝酸盐含量及电导率越大。黄瓜连作11年的土壤盐分含量比对照和连作4年的分别增加305.1％和78.8％，电导率比对照和连作4年的增加0.632ms/cm和
0.577ms/cm，硝酸盐含量比对照和连作4年增加39.637mg/kg和18.84mg/kg。番茄连作8年的土壤盐分含量比连作2年和连作4年的增加169.03％和
46.15％，电导率比连作2年和连作4年的增加168.75ms/cm和84.94ms/cm，硝酸盐含量比连作2年和连作4年的增加96.21mg/kg和69.95mg/kg。 连作影响黄瓜、番茄的生长发育，连作4年的黄瓜株高、茎粗、叶数、叶面积、坐果率和产量最高。连作4年的黄瓜产量为2.17kg/株，而对照为1.78kg/株
，连作11年的为1.50kg/株。果实维生素C、可溶性固形物含量连作4年的最高。生理性病害-黄瓜“花打顶”现象连作4年的比对照增加146.4％；连作
11年的比对照增加245.6％，比4年的增加40.3％。 随着连作年限的延长，番茄的株高、茎粗、叶片数、坐果率和产量明显降低，畸形果率、发病率明显增加。番茄果实的总酸度、维生素C、可溶性固形物、亚硝酸盐的变化是2年＞4年＞8年，随着连作年限的延长呈降低趋势；硝酸盐的含量连作8年的大于2年和4年；可溶性糖和糖/酸比的变化为4年＞2年＞8年。连作2年后，番茄生理障碍有明显的增加。 黄瓜连作土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性的变化是4年＞11年＞对照，碱性磷酸酶和脲酶活性是¨年＞4年＞对照；土壤微生物数量的变化是种植年限越长，土壤细菌和真菌的数量越多，土壤放线菌的数量越少。 番茄连作土壤碱性磷酸酶活性随着连作年限的延长而增加，过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性则下降，其中过氧化氢酶活性和脲酶的下降幅度较大，蔗糖酶活性下降幅度较小；土壤微生物随着连作年限的延长，土壤中的细菌和放线菌数量减少，真菌数量增加。 种植黄瓜前种植玉米、番茄、小白菜、芹菜，可以降低土壤的盐分含量和电导率，玉米茬土壤的盐分、电导率值降低49.03％和60％，小白菜茬和芹菜茬分别降低27.80％、28.48％和23.55％、24.43％，番茄茬降低16.99％和16.33％，玉米茬的除盐效果较其它处理好；玉米茬的黄瓜前期生长快，株高分别比小白菜茬、芹菜茬、番茄茬的高3.67-5.72％、5.36-7.48％、89.91-87.47％，叶片数和叶面积也比其它三种茬口的多，生长后期生长速度比小白菜茬、芹菜茬的慢，比番茄茬的快；玉米茬的黄瓜单株结果数20.1个，产量3.35kg，坐果率80％，比小白菜茬和芹菜茬低；番茄茬的黄瓜生长速度缓慢，节间短
，叶面积小，坐果率只有57.5％，单株结果16.4个，产量为2.35kg；芹菜茬的黄瓜维生素含量为2.72mg/100g，小白菜茬的为2.68mg/100g，玉米茬的为2.55mg/100g，番茄茬的为2.43mg/100g；可溶性固形物含量是小白菜茬＞芹菜茬＞玉米茬＞番茄茬；硝酸盐和亚硝酸盐的含量是番茄茬＞玉米茬＞小白菜茬＞芹菜茬；黄瓜生理性病害“花打顶”的发生状况是番茄茬＞小白菜茬＞芹菜茬＞玉米茬，主要病害的发生情况是番茄茬＞芹菜茬＞小白菜茬＞玉米茬，玉米茬的黄瓜病害较轻；小白菜茬、芹菜茬的黄瓜土壤四种酶活性高于番茄茬和玉米茬，玉米茬的土壤酶活性比番茄茬低；种植不同作物后，除番茄茬放线菌数量减少外，其它茬的土壤细菌、真菌和放线菌的数量都有不同程度的增加；小白菜茬的土壤细菌数量少于番茄茬，多于芹菜茬和玉米茬，放线菌数量多于番茄茬，少于芹菜茬和玉米茬，真菌数量变化规律不明显。芹菜茬的土壤细菌、真菌、放线菌数量的变化波动较大，规律不明显。
种植番茄前种植玉米、黄瓜、菠菜、芹菜、大蒜能降低土壤盐分、电导率和NO3--N含量，玉米茬的土壤盐分含量降低49％，电导率降低70.3％，土壤硝态氮的含量降低20.98％，菠菜茬的土壤盐分含量降低38.31％，电导率降低54.76％，土壤硝态氮的含量降低10.09％；玉米茬的番茄植株较矮，叶片数少，花蕾数少，单株产量为1.34kg/株，单株果数8.2个，畸形果率15.87％，但玉米茬的番茄发病株率低；菠菜茬的番茄植株生长快，花蕾数多，产量为1.72kg/株，单株果数13.1个，畸形果率9.47％，果实的维生素C和糖的含量较高，品质较好；大蒜茬的番茄病株率最低；菠菜茬的番茄土壤酶活性较高，黄瓜茬的高于玉米茬，低于大蒜茬和芹菜茬，玉米茬的土壤酶活性最低；大蒜茬的土壤细菌、真菌数量最少，放线菌数量少于菠菜茬和芹菜茬，多于黄瓜茬和玉米茬。菠菜茬和芹菜茬的土壤细菌、真菌和放线菌数量都较多。
2.学位论文王柳京郊日光温室土壤环境特征与黄瓜优质高产相关性的研究2003
该文对京郊日光温室的土壤环境特征、施肥特征以及施肥对土壤环境和黄瓜产量、品质的影响进行了研究.结果表明:京郊新建温室较多,所调查温室土壤pH均为中性到微碱性,70％以上的温室土壤pH适宜黄瓜生长;但土壤容重偏大;耕层土壤EC值高于亚表层,存在盐分表聚现象,但土壤盐分浓度障碍并不严重,只有15.8％的温室土壤盐浓度超标;土壤有机质和大量元素平均含量均处于中等偏低水平而微量元素平均含量除硼外均处于高水平;随种植年限的增加,温室土壤养分状况表现出增加的趋势,其中有机质、全氮与种植年限呈极显著正相关,有效磷、有效锌与与种植年限呈显著正相关,而容重与种植年限呈显著负相关;经过一季果菜栽培,温室土壤中各种营养元素除硼外均有极显著提高,而存在盐分浓度障碍的温室比例也提高到50％以上,土壤硝酸盐与EC值呈极显著正相关,是土壤产生盐分浓度障碍的主要因子.京郊日光温室的有机肥施用量非常大,平均有机氮、磷、钾的投入量为2373.0kg/hm<'2>、2040.9kg/hm<'2>、1494.9kg/hm<'2>,有机肥品种单一,以鸡粪为主,占有机肥施用总量的70％以上;无机肥施用量不同地区温室间差异很大,出现两极分化;氮、磷、钾化肥的施用比例为1:0.63:0.76,钾肥高于磷肥,比较符合果菜的生育要求;土壤养分表观平衡表明氮、磷、钾盈余量大,盈余量氮最多、磷次之、钾最少,分别为2922.1kg/hm<'2>、2414.1kg/hm<'2>、1752.1kg/hm<'2>;化学肥料的农学效率氮、磷、钾分别只有24.2％、14.3％、49.1％,施入的氮、磷、钾大量残留,特别是磷肥和氮肥最严重.随施肥量的增加,黄瓜表观品质变好,营养和风味物质含量提高,风味变好但肥料的施用不是越多越好,谋取季肥过量会使黄瓜脆度降低,商品瓜率降低,果实的硝酸盐含量提高.过量施肥还严重抑制了黄瓜植株的生长,使株高降低,叶面积减小,净光合速率减小,茎叶干鲜重减小,根体积减小,吸收能力减弱,产量严重降低,土壤发生次生盐渍化,这种作用在低温弱光季节表现比高温强光季节更加严重,因而在低温弱光季节应适当减少肥料施用量.在目前京郊土壤肥力水平下,温室黄瓜产量与土壤有机质、速效钾、有效铁、有效硼呈极显著正相关,与土壤全氮、有效锌、有效铜呈显著正相关.而温室黄瓜品质受品种影响较大,与土壤环境特征无显著相关性.在校内试验条件下,黄瓜产量与土壤硝酸盐含量存在二次曲线关系,与其它土壤环境因子无显著相关性,单瓜重与土壤硝酸盐含量、EC值呈极显著正相关.黄瓜品质指标中游离氨基酸含量、有机酸含量受土壤理化性状影响大,而在影响因子中,土壤硝酸盐含量、EC值对黄瓜品质指标影响大.黄瓜的硝酸盐含量与土壤硝酸盐含量、EC值呈极显著正相关,但黄瓜属于低硝酸盐积累蔬菜,硝酸盐向果实分配很少,即使土壤中硝酸盐含量超标5倍(1000mg/kg),出现严重盐害,绝大多数黄瓜果实中的硝酸盐含量仍能达到无公害蔬菜的要求.该文还就京郊日光温室果菜施肥中存在的问题和科学的土壤调控措施进行了讨论.
3.学位论文吴艳飞不同栽培模式对连作温室土壤环境及黄瓜生长的影响2006
为了探讨不同栽培模式在缓解温室土壤连作障碍中的作用，本论文以连作8年黄瓜的温室土壤为研究对象，设计了两部分试验：盆栽试验和田间试验，包括三方面的内容：夏季不同利用模式对土壤化学指标、微生物指标及黄瓜生长及产量的影响，通过一年的试验得出以下结论：夏季休闲期间无论种植何种作物均能吸走一定量的土壤速效养分。其中夏季种植青蒜和青葱的处理在降低土壤盐分积累及平衡土壤养分含量方面效果明显；叶菜－黄瓜－番茄处理虽然降低了土壤盐分含量，但造成了土壤磷含量的增加；黄瓜间作青蒜的处理，可能由于盆栽空间有限，二者根系生长受到抑制，影响了对土壤养分的吸收，秋黄瓜拉秧期土壤中盐分含量反而高于对照。夏季不同处理对土壤微生物也产生了不同影响。田间试验夏季栽种青葱后土壤中细菌、放线菌、镰刀菌数量减少，真菌数量增加，但种植一茬黄瓜后与对照相比土壤中细菌、放线菌数量提高，真菌、镰刀菌数量下降，微生物总数及B/F值上升。这种变化有利于土壤的健康、可持续利用。夏季种植叶菜后土壤中细菌数量上升，放线菌、真菌、镰刀菌数量减少，但种植一茬黄瓜后土壤中细菌、放线菌数量均少于对照，而真菌数量较大幅度上升，这种变化不利于土壤的可持续利用。盆栽试验中各处理均提高了土壤中细菌放线菌含量，降低土壤中真菌、镰刀菌数量，其中叶菜－黄瓜－番茄处理土壤中微生物总量及B/F值最高。 本实验还研究了不同处理对黄瓜生长及产量的影响。综合考虑株高、茎粗、叶片数等因素，夏季种植叶菜的处理，后茬黄瓜营养生长最好，经济收益以处理2最高，其次是处理1。田间试验中夏季栽种青葱后茬黄瓜产量最高，年收益比对照高27.2％，而夏季种植叶菜由于影响了后茬黄瓜的产量，年收益反而比对照低。 综合考虑各处理对土壤化学指标、微生物指标及黄瓜生长和产量的影响，青葱－黄瓜处理及青蒜－黄瓜－黄瓜处理能在一定程度上减轻土壤连作障碍，提高黄瓜产量，增加年收益，是生产中值得推广的栽培模式；叶菜－黄瓜－番茄处理能够降低土壤盐分含量，改善土壤微生物组成，提高年收益，但不利于维持土壤养分平衡，该处理有待于进一步改进；叶菜－黄瓜处理以及黄瓜间作青蒜的处理既不利于维持土壤可持续利用，也不利于提高年收益，因此从本试验的结果看该处理不可取。
4.期刊论文祁之秋.李兴海.王英姿.魏松红.谷祖敏.纪明山.QI Zhi-qiu.LI Xing-hai.WANG Ying-zi.WEI Song-
hong.GU Zu-min.JI Ming-shan黄瓜枯萎病拮抗芽孢杆菌B67在土壤及黄瓜根际的定殖-中国蔬菜2009(8)
利用抗利福平标记法研究拮抗芽孢杆菌B67在土壤及黄瓜根部的定殖情况.结果表明:利福平标记菌株B67在土壤中的定殖随时间延长土壤中菌量下降,至第31天菌量降至0.不同黄瓜品种对拮抗芽孢杆菌B67定殖影响不显著.B67菌株处理后,在黄瓜根系各部位土壤中均发现供试菌株,且菌量随时间延长而下降,但至第20天时仍能检测到供试菌株的存在.
5.学位论文李刚棚室黄瓜根际微生物多样性研究2005
棚室蔬菜栽培中，连作障碍已成为制约蔬菜生产可持续发展的重要因素，土壤微生物被认为是连作障碍的主要因子，其群落结构组成及其变化在一定程度上反映了土壤的质量及其健全性，同时也是克服连作障碍及其他土壤障碍因子的关键所在。一般而言，一个具有多样性与活性的生物群落的土壤一定具有较丰富的土壤养分。更重要的是，土壤微生物群落结构和组成的多样性与均匀性不仅提高了土壤生态系统的和谐性和稳定性，同时也提高了对抗土壤微生态环境恶化的缓冲能力。 微生物在土壤中分解有机物质形成腐殖质并释放养分，使土壤有机质的分解、合成处于相对平衡状态，这种
物不能直接吸收的难溶性物质变为可溶性的，从而提高土壤肥力。微生物对肥料效应、土壤肥力有极其重要的影响，土壤微生物生物量的测定已逐渐成为耕作栽培等农业管理措施对土壤肥力影响的灵敏指标。 本试验利用传统的分离培养方法及PCR-DGGE分子标记技术，对不同种植年限和不同施肥处理条件下土壤微生物数量及土壤微生物群落DNA序列进行了研究，得到不同处理条件下的土壤微生物数量、DNA序列的多样性指数、均匀度指数之间的差异，并对影响土壤微生物群落的因素进行了分析，为进一步制定合理的耕作及施肥措施，调整甚至人为的改变土壤中的生物群落，使之保持和谐、稳定健康的状态和功能，提高作物的产量及品质提供科学依据。 通过试验了解到，棚室土壤中微生物种群以细菌为主，其次为放线菌，真菌数量最少。黄瓜根际微生物总量的变化主要表现在细菌数量的变化上。随着棚室土壤连作年限的增加，盆栽黄瓜根际微生物总量呈不明显上升趋势，其中真菌、细菌和放线菌以及氨氧化细菌和亚硝酸细菌的数量均随连作年限的增加而增加，且真菌增加幅度较大，细菌和放线菌增加幅度较小；纤维素分解菌数量则随连作年限的增加而减少。用黄瓜和番茄交替种植18年的棚室土壤盆栽黄瓜，除了根际氨氧化细菌明显低于连作15年的土壤外，根际真菌、细菌、放线菌和好气性纤维素分解菌的数量明显高于黄瓜连作多年的土壤，亚硝酸氧化细菌的数量也与15年黄瓜连作的土壤无明显差异而远远高于连作2年和
7年土壤，说明不同作物春、秋季交替种植这一栽培方式更有利于土壤中各种微生物的积累。 同时，在不同施肥处理条件下，主要表现为施用有机肥或有机复合肥混施可大大提高土壤中细菌、真菌、放线菌和氨化细菌、硝化细菌的数量，而反硝化细菌数量则不同程度的减少，施用有机肥或有机复合肥混施的土壤中微生物多样性指数及均匀度指数也较单独施用复合肥及对照土壤高，说明有机肥或有机复合肥混施对于改善黄瓜根际环境、土壤养分的转化以及微生物的生长有较强的促进作用。
6.学位论文杨建霞黄土高原日光温室黄瓜连作下土壤微生物及酶活性变化的研究2005
近年来，黄土高原地区日光温室栽培面积不断扩大。黄瓜是日光温室内种植的主要蔬菜作物之一，约占温室蔬菜总栽培面积的60％。从发展趋势看，无论在数量上还是在质量上，我国黄瓜的消费需求都有增无减，尤其是对黄瓜安全无公害和营养品质的要求越来越高。但随着社会经济的发展，蔬菜消费量的日益增加，温室蔬菜规模化生产日渐升温，加上效益驱动等原因，相继涌现出一批蔬菜种类相对单一的专业生产基地，客观上导致原有耕作制度瓦解，从事某一特定蔬菜生产的农民日益增多，蔬菜种类常常局限于生产经济效益高的果菜类，专业化生产趋势日渐突显，结果导致土壤环境恶化、蔬菜病虫害严重、产量降低、品质下降等一系列连作障碍的发生，严重威胁着设施蔬菜生产的进一步发展。因此，黄瓜连作障碍目前已成为日光温室生产上亟待解决的一大难题，并引起国内外学者的重视。 本试验选择庆阳市庆城县城关镇、玄马、高楼乡；西峰区雷达站；宁县焦村、和盛乡等地的8栋具有代表性的，分别连作3年、4年、5年、6年、11年、12年日光温室黄瓜土壤为研究对象，每栋温室都将非连作露地土壤(菜田、粮田)作为对照，从土壤生物环境的角度入手，通过对不同连作年限日光温室土壤主要养分状况、土壤微生物主要类群和酶活性变化的研究分析，揭示了黄瓜连作障碍的主要机理和造成的危害，并提出了解决的措施和办法。为解决温室黄瓜连作障碍问题，建立科学的黄瓜栽培制度，实现黄瓜高产优质和持续化生产提供了理论依据。研究结果表明，随着温室黄瓜连作年限的增加，土壤主要养分含量有增加的趋势，而土壤微生物数量和酶活性存在较明显的连作效应。表现为连作条件下土壤真菌数量显著增大，放线菌数量总的变化趋势降低；土壤微生物总量、细菌数量变化在连作5年以上普遍降低，5年以下(包括5年)则变化差异不明显；氮素生理群中以氨化细菌为主，但数量变化不大；硝化细菌数量低于对照组(非连作)，反硝化细菌数量则相反；多酚氧化酶、转化酶活性在5年之前逐渐上升，5年之后逐渐下降，，脲酶活性随着连作年限增加持续上升，过氧化氢酶活性、碱性磷酸酶活性变化无规律。
7.学位论文李元填闲作物及秸秆还田对日光温室土壤环境及黄瓜生育的影响2007
为了探讨填闲作物与秸秆还田对温室土壤环境及黄瓜生育的影响，选择了已经3年连作黄瓜的温室，在不改变黄瓜栽培模式的前提下，连续两年在温室夏季休闲期种植了大葱、甜玉米、豆科作物、速生叶菜类等不同作物，在填闲作物收获以后，种植豆科和甜玉米的两个处理又分别设置了还田和不还田两个裂区，研究了不同处理对土壤环境及黄瓜生长发育的影响。通过研究，得出以下结论： 夏季种植速生叶菜或甜玉米可显著降低温室土壤中的养分积累；种植大葱后土壤中的细菌和放线菌数量显著增加，真菌数量变化不大，镰刀菌数量减少：种植大葱和速生叶菜后，土壤中的微生物生物量碳、氮显著增加；种植豆科作物后土壤中的线虫总量、根结线虫数量、寄生性线虫数量最多且黄瓜的根结指数最大，而种植速生叶菜后，土壤中的三种线虫数量最少，黄瓜的根结指数最小：种植大葱后有利于促进黄瓜营养生长期0-15cm土层中根系的生长；种植大葱和速生叶菜后，在黄瓜盛瓜期时，黄瓜植株的光合作用较强且干物质量的积累显著增加；种植豆科作物后，黄瓜产量最低，而种植速生叶菜、大葱、甜玉米后黄瓜产量均较高。其中，以种植速生叶菜和大葱后与休闲对照相比差异显著。 填闲作物秸秆还田相比不还田处理，显著提高了黄瓜生长中后期土壤中的速效养分含量，而土壤EC值并没有显著的变化，相比而言，以甜玉米秸秆还田处理效果更好；秸秆还田相比不还田处理，可显著增加黄瓜生长中后期土壤中的微生物数量，同时明显增加了土壤中的线虫总量、根结线虫数量、寄生性线虫数量，但黄瓜根结指数并未有太大差异；并促进了苗期黄瓜根系生长，显著增加了黄瓜生长中后期干物质量的积累，提高了黄瓜的产量，但是差异并未达到显著水平。 综合考虑以上结果，本文认为： 1．夏季种植速生叶菜后，有利于降低土壤中的养分积累，减少土壤中根结线虫及寄生性线虫的数量，增加了土壤中的微生物生物量，促进了黄瓜植株的生长及产量的提高；夏季种植大葱后，有利于改善土壤的微生物环境，降低了致病菌积累，增加了土壤中的微生物生物量，促进了黄瓜苗期根系的生长，黄瓜产量显著提高。因此，以黄瓜生产为主的温室，在夏季休闲期种植大葱或速生叶菜，有利于维持土壤健康，是较为理想的栽培模式。 2．填闲作物秸秆还田相比不还田处理，有利于提高黄瓜生长中后期土壤中的速效养分含量，同时微生物数量及生物量也显著增加。其中，以甜玉米秸秆还田后效果比较显著。然而，还田与不还田处理之间的产量差异并不显著。因此，短期的还田措施增产的效果不明显，对长期还田处理的效果有待于进一步研究。
8.学位论文亓延凤作物秸秆对日光温室连作土壤特性及黄瓜生育的影响研究2006
连作障碍成为制约温室蔬菜高产、优质、高效和可持续发展的重要因素。论文以“新泰密刺”黄瓜为试材，以常规施用鸡粪为对照，在日光温室内通过盆栽试验比较研究了玉米、小麦秸秆用量(土壤重量的0.4％、0.8％、1.2％、1.6％、2.0％)对连作土壤特性及黄瓜生育的影响，并在此基础上进一步研究了秸秆利用方式(秸秆、秸秆+尿素、秸秆+鸡粪、腐熟秸秆)对连作土壤特性及黄瓜生育的影响，主要结果如下： 1.施用适量作物秸秆可促进黄瓜生长，增加株高、叶片数和叶面积，扩大根系吸收面积，提高产量，改善品质，提高果实中Vc、可溶性糖和可溶性蛋白含量，降低硝酸盐含量。综合各项指标，本试验条件下，施用1.2％-1.6％的玉米秸秆和1.6％-2.0％的小麦秸秆效果较佳。 2.施用作物秸秆后的土壤容重随秸秆施用量增加而降低，孔隙度和有机质含量却随秸秆施用量增加而增加。与对照相比，施用1.6％-2.0％的玉米秸秆和2.0％的小麦秸秆显著降低了土壤容重，增加了孔隙度；土壤有机质和土壤速效养分含量以施用鸡粪的处理最高。 3.施用秸秆的处理土壤脲酶、过氧化氢酶活性低于施用鸡粪的处理，而蔗糖酶活性相反。施用玉米秸后2个月，土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性均随秸秆用量增加而升高，但用量大于1.2％增加平缓；4个月后，玉米秸用量为1.2％的处理土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性最高。施用麦秸的处理土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性均随用量增加而升高。 4.施用适量作物秸秆比施用鸡粪更能提高土壤中细菌、真菌和放线菌的数量，其中玉米秸增加土壤中真菌和放线菌数量比麦秸明显。施用玉米秸后2个月，1.2％用量下真菌数最多，1.6％用量下细菌和放线菌数最多；4个月后，细菌数量以用量1.2％的处理最多，放线菌和真菌数量却随秸秆用量增加而增加。施用小麦秸秆后2个月，1.2％用量下真菌数量最多，细菌和放线菌数量随秸秆用量增加而增加；4个月后，1.6％用量下土壤细菌数量最多，放线菌和真菌数量随秸秆用量增加而增加。 5.不同秸秆利用方式均可促进黄瓜生长，增加株高、茎粗、叶片数和叶面积，本试验中以单纯施用秸秆的处理黄瓜生长最好。 6.单纯施用秸秆或秸秆与尿素配施的处理土壤孔隙度和有机质含量最高；仅施用秸秆的处理土壤电导率最低；秸秆与鸡粪混施的处理土壤速效养分含量最高，但与对照差异不显著。 7.所有施用秸秆的处理土壤脲酶、过氧化氢酶活性在开花期均低于对照，结果期，秸秆与鸡粪混施的处理土壤脲酶和过氧化氢酶活性最高，但与对照无显著差异；单纯施用秸秆和秸秆与尿素配施的处理土壤蔗糖酶活性显著高于对照。 8.与对照相比，施用秸秆均能显著增加土壤放线菌和真菌数量，其中单纯施用秸秆的处理土壤放线菌数量最多，施用未腐熟秸秆的处理间真菌数差异不显著；施用秸秆的土壤细菌数均低于对照，且施用未腐熟秸秆的处理细菌数显著高于施用腐熟秸秆的处理。
9.学位论文谷端银土壤酸化和CaCN<,2>处理对黄瓜生长发育及根结线虫病的影响2006
目前，土壤连作障碍已成为限制设施安全高效生产的关键问题，对设施土壤连作障碍的研究多集中在土壤盐渍化、养分不平衡等，而对土壤酸化及其对植株生长发育、病害发生的影响等缺少系统的研究。日光温室生产中根结线虫病发生严重，而关于土壤酸碱度对根结线虫病发生的影响研究很少。本试验以津优1号黄瓜为试材，研究了利用酸液滴浇模拟设施土壤酸化，对黄瓜生长发育及根结线虫病发生的影响，并探讨了CaCN2对土壤环境、黄瓜生长发育的影响及防治根结线虫病的效果，为改良土壤酸化及防治根结线虫病提供理论依据。试验结果如下： 1.通过土壤模拟酸化，对黄瓜生长前期影响差异不显著；后期随土壤pH值降低，黄瓜茎粗降低，株高和叶面积增加；叶绿素含量轻微酸化增加继续酸化降低，但光合速率随pH值降低呈下降趋势，黄瓜产量降低。 2.随酸化程度加强，黄瓜叶片SOD活性降低，MDA含量升高，电解质相对渗漏率增加；在pH5.6～7.4范围内，随pH值降低
，POD活性降低，CAT活性升高；在pH5.0～5.6范围内，POD活性升高，CAT活性降低。而黄瓜根系表现为，随pH值降低，SOD活性降低，POD活性显著低于对照，CAT活性呈降低趋势，MDA含量升高，电解质相对渗漏率增加。根系活力在pH6.2～6.8范围时活性比对照增高，在pH5.0～6.2范围时随酸度加强而降低。 3.设施土壤酸化提高了黄瓜根结线虫病的根结指数，加大了根结线虫卵的孵化，使得土壤中二龄幼虫密度加大，故加重了黄瓜根结线虫病
害发生。 4.在已酸化土壤中，随CaCN2施用量增加，pH值逐渐升高，土壤电导率有所增大，但差异不显著。细菌、真菌和放线菌数量随CaCN2施入量增加，均有降低趋势。而对土壤酶的影响中，每盆施入10g、20gCaCN2促进过氧化氢酶活性，而施入30gCaCN2则使其活性降低；而转化酶活性则随CaCN2施入量的增加而升高，并且达到显著水平；脲酶活性则在施入CaCN2比对照降低，但随施入量的增加脲酶活性降低幅度变小。CaCN2有效抑制了杂草的生长。 5.CaCN2处理土壤后，定植黄瓜的株高、茎粗、叶面积在定植前期差异不显著，但在后期每盆施入10g的T1处理显著高于其它处理，而施入20g、30g的T2、T3处理则低于对照。各种光合色素含量随加入CaCN2量的增加而增加。每盆施入10g的CaCN2可以提高根系活力，而施入20g、30g的T2、T3处理，CaCN2的毒害作用反而抑制了根系活力，导致根系活力下降，并且加入CaCN2的量越大，这种抑制作用越明显。施入CaCN2显著增加了黄瓜硝酸盐含量和N素含量。对黄瓜根结线虫病的抑制作用明显，防治效果随施入CaCN2量的加大而增加。
10.学位论文吴焕涛轮作和休茬对日光温室连作土壤性状及黄瓜生育的影响2008
设施蔬菜栽培中,土壤的连作障碍已越来越成为制约蔬菜生产可持续发展的重要因素。黄瓜是我国北方设施蔬菜栽培的主要种类之一,也是连作问题突出的蔬菜种类之一。本论文采用盆栽定位栽培试验,研究了在日光温室中以大葱、豇豆、番茄、糯玉米等4种作物与黄瓜轮作及休茬对土壤性状及后茬黄瓜生长发育的影响,比较了改良连作土壤的效果,为制定合理的栽培制度、减轻或克服连作障碍,实现可持续生产提供理论依据。主要研究结果如下： 1.与黄瓜连作相比,轮作可不同程度地降低土壤容重,增加土壤孔隙度,而休茬则增加土壤容重,降低土壤孔隙度；轮作和休茬均能提高土壤pH,降低土壤EC,减轻土壤次生盐渍化和酸化：大葱、豇豆和番茄与黄瓜轮作后提高了土壤有机质含量,轮作降低了土壤碱解氮含量,大葱、豇豆与黄瓜轮作提高了有效磷含量,豇豆-黄瓜轮作和休茬显著提高了速效钾含量,而番茄、糯玉米与黄瓜轮作则显著降低了速效钾含量,这说明轮作和休茬可以起到平衡土壤养分,调节地力的作用。 2.轮作和休茬有利于改善土壤的微生物区系,与黄瓜连作相比,细菌和放线菌数量增加,真菌数量减少,使土壤由“真菌型”向“细菌型”转变,并且在一定程度上增强了土壤转化酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性。 3.与对照黄瓜连作相比,除番茄-黄瓜轮作外,其余处理的后茬黄瓜株高和叶片数显著高于对照黄瓜连作,茎粗增加,最大叶面积增大。大葱-黄瓜轮作、糯玉米-黄瓜轮作的黄瓜叶片叶绿素含量和净光合速率(Pn)显著高于对照,光合能力显著提高；根系活力不同程度升高,大葱-黄瓜轮作、糯玉米-黄瓜轮作和豇豆-黄瓜轮作显著高于对照；硝酸还原酶活性显著高于对照。这说明合理轮作和休茬都促进了后茬黄瓜的生长发育。 4.除番茄-黄瓜轮作外,轮作和休茬均显著提高了黄瓜的产量,同时显著提高了黄瓜果实可溶性糖、可溶性蛋白含量,降低了硝酸盐含量,但对维生素C含量影响较小,在一定程度上提高了黄瓜果实的营养品质。 5.本试验条件下,综合对土壤改良效果和对后茬黄瓜的生长发育影响来看,以大葱-黄瓜轮作、糯玉米-黄瓜轮作效果最好,豇豆-黄瓜轮作和休茬也对连作障碍的防止也有一定作用,而番茄.黄瓜轮作不利于连作土壤改良和后茬黄瓜的生长发育,建议生产上采用大葱-黄瓜或糯玉米-黄瓜轮作的栽培制度。
引证文献(15条)
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3.王明道.吴宗伟.原增艳.陈红歌.吴坤.贾新成怀地黄连作对土壤微生物区系的影响[期刊论文]-河南农业大学学报 2008(5)
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5.吕德国.于翠.杜国栋.秦嗣军.李芳东.刘国成樱桃属(Cerasus)植物根围微生物多样性[期刊论文]-生态学报2008(8)
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12.张树生.杨兴明.茆泽圣.黄启为.徐阳春.沈其荣连作土灭菌对黄瓜(Cucumis sativus)生长和土壤微生物区系的影响[期刊论文]-生态学报 2007(05)
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