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大蒜连作对其根际土壤微生物和酶活性的影响_刘素慧

大蒜连作对其根际土壤微生物和酶活性的影响_刘素慧

5期 刘素慧等:大蒜连作对其根际土壤微生物和酶活性的影响 1001

continuous cropping were obvious.

Key words: continuous cropping; garlic; soil microbial; soil enzyme activities

0 引言

【研究意义】大蒜是深受世界各国人民喜爱的保健蔬菜,又是重要的调味品和医药原料,也是中国重要的加工原料和出口创汇蔬菜[1]。随着大蒜生产的不断发展,大蒜主产区的连作现象日益严重。因此,探讨大蒜连作对其根际土壤微生物及土壤酶活性的影响,对阐明大蒜连作障碍形成机理及优化大蒜栽培技术具有重要价值。【前人研究进展】关于连作障碍的形成及加剧的原因是复杂的,导致其发生的因子不是单一或者孤立的,而是相互关联又相互影响的,是植物—土壤系统内多种因子综合作用的结果[2]。根际土壤微生物种群结构及土壤酶活性是土壤根际微生态环境中生理活性最强的部分,作为评价土壤微生态环境质量的重要指标,越来越受到人们的重视[3-4]。关于连作与土壤酶活性、土壤微生物种类及数量的关系,国内外做了大量研究[5-14]。研究认为作物连作后,土壤微生物种群结构破坏严重,主要微生物数量和土壤酶活性不同程度的下降[8-11]。但也有结论与之不同,李春格等[12]、马云华等[13]和刘建国等[14]研究发现,随连作年限的延长,主要微生物数量和土壤酶活性呈现先上升后下降的趋势。【本研究切入点】综上所述,关于连作与土壤微生物和土壤酶活性的关系,迄今认识尚不一致。目前中国还没有关于大蒜连作对其根际土壤微生物和土壤酶活性的影响及其相关性的研究报道。【拟解决的关键问题】本文试图通过连作对大蒜根际土壤微生物数量、生理类群及土壤酶活性变化及其相关性的研究,探明连作对大蒜根际微生态环境的影响及大蒜连作障碍形成机理,为大蒜优质丰产及可持续发展提供理论依据。

种植4株大蒜,供试品种为苏联蒜(Allium sativum L.),1957年从苏联库班蔬菜研究所引进,现已大面积推广,成为目前中国大蒜出口及内销的重要品种之一。每盆土壤中加0.25 kg金正大集团生产的大蒜控释肥(N﹕P﹕K=16﹕5﹕17),并对大蒜进行相同的施肥。每个处理重复3次,每个重复8盆,随机排列。 1.2 样品采集

于2009年4月10日采集大蒜根际土壤。每个处理随机选取5盆,取0—20 cm土层中的根系,轻轻抖动出根际土壤,混匀,用灭菌的塑料袋包扎密封。一部分4℃保存,用于有关微生物数量的测定,一部分风干,过1 mm筛孔,用于测定土壤酶活性;每个处理随机取10盆进行产量测定。 1.3 测定项目及方法

1.3.1 大蒜产量的测定 收获时,每盆所产鳞茎和茎叶分别装袋,烘干称重,考察鳞茎和总生物量产量。 1.3.2 土壤微生物数量和生理类群的测定 采用稀释平板计数法测定土壤中细菌、真菌、放线菌的数量。在葡萄糖牛肉膏蛋白胨培养基、马丁氏培养基(1 000 mL培养基中加1%孟加拉红水溶液3.3 mL、1%链霉素3 mL)和改良高氏1号培养基(在高氏1号培养基中写出如何配置成改良式的)上,分别进行大蒜根际土壤中细菌、真菌和放线菌的分离和计数。微生物计数的基本单位CFU/(g干土)。每克样品的菌数=同一个稀释度几次重复的菌落平均数×5×稀释倍数[15]。

微生物生理类群氨化细菌、硝酸细菌和芳香族化合物降解菌均采用特化液体培养基进行培养,采用最大或然计数法(MPN)进行测定,根据试管中菌生长的情况由最大或然统计表查出近似值,计算每种土壤中所含的活菌数[15-16]。

1.3.3 土壤酶活性的测定 采用靛酚比色法测定脲酶,结果以24 h后1 g土壤中NH+4-N的毫克数表示;用邻苯三酚比色法测定多酚氧化酶的活性,以2 h后 1 g土壤中生成的紫色没食子素的毫克数表示;用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶的活性,其活性以1 g土用3,5-所消耗的0.1 mol·L-1KMnO4溶液的毫升数表示;二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶的活性,以24 h后1 g土重的0.1 mol·L-1硫代硫酸钠溶液的毫升数表示;用磷酸苯二钠法测定磷酸酶的活性,以24 h后1 g土壤中释放出酚的毫克数表示[17]。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2008年10月5日在山东省泰安市马庄试验基地进行,试验设5、10、15和20年4个连作处理,以种植0年为对照。不同连作年限土壤于2008年5月取自山东省金乡县鸡黍镇、单县徐寨镇,利用直径4 cm的土钻,棋盘式布点法取样,采集0—20 cm耕层土壤,将土壤样品混匀。试验采用泥质陶盆,盆上、下口径和高度分别为25、23和25 cm。每盆装土2.5 kg、

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