不同树龄苹果园土壤对苹果砧木的抑制作用及与土壤微生物群落的相关关系研究

2.1不同树龄苹果园土壤对再植平顶海棠幼苗株高和生物量的影响

在来源于不同树龄的苹果园土壤中种植平顶海棠幼苗，30 d后即可表现出明显的再植病害症状。地上部表现为生长衰弱、枝条生长量小、树冠小、叶片深绿、顶端生长受阻。对株高的测量结果表明，果园土壤能够显著抑制再植海棠幼苗的生长农业论文，且不同树龄苹果园土壤对海棠幼苗生长的抑制也存在显著差异（图1）。随着苹果树龄的增加，对再植海棠幼苗生长的抑制作用越明显。苹果树龄为3、8、15和24年的果园土壤上种植的海棠幼苗在移植3个月后较对照（麦田土壤）幼苗平均株高分别减少了31.22%、46.38%、57.66%和63.10%，差异达到极显著水平。

图1 不同树龄苹果园土对平顶海棠幼苗株高比较

Fig. 1 The comparison of trunk height of Malusrobust Rehd. seedling of different tree age

不同树龄苹果园土壤对平顶海棠幼苗的鲜重、干重均有显著影响。在树龄为3、8、15和24年苹果园土壤中再植的平顶海棠幼苗比在对照正茬土壤中的平顶海棠幼苗株高显著降低，生物量显著下降。在移植后90 d测量时发现，再植平顶海棠幼苗地上部干重分别减少0.96%、57.58%、76.88%和78.10%；地下部干重分别减少40.38%、48.79%、64.03%和79.43%（表3）论文开题报告范例。结果表明，前茬苹果树龄对于再植海棠幼苗的株高、长势和生物量均有显著抑制作用，且前茬树龄越长，对后茬幼苗生长的抑制作用越强。

表3 不同树龄苹果园土对再植平顶海棠幼苗生物量的影响

Table 3 Effect of different previoustree age of orchard soil on replanted Malus robust seedling biomass

2.2 不同树龄苹果园土的发病率与分离病原真菌的数量

对海棠幼苗死亡率和病原真菌数量的调查结果表明，不同树龄苹果园土处理的平顶海棠幼苗的发病率、病原真菌数量均大于对照土处理。不同树龄苹果再植病害的发生情况存在差异，随着树龄的增长，海棠幼苗死亡率和病原真菌数量呈现递增的趋势。其中，再植海棠幼苗在前茬为24年生苹果树的土壤中校正发病率达到了72.73%，而在前茬为3年生苹果树的土壤中校正发病率只有18.18%。值得指出的是，正茬对照根部也发现了少数病斑农业论文，发病率为8.33%，且在根段中分离到29个真菌菌落。24年生土壤中栽培的海棠根段分离到最多的真菌数量，达到了97个分离物。根据这一结果，随着苹果树龄的增加，土壤中真菌种类和数量也相应增加，再植时病害也相应加重。

表4 不同树龄苹果园土的发病率与分离病原真菌的数量

Table 4 Disease incidence and number of pathogenic fungi on the orchard soil of different tree ages

2.3 不同树龄苹果园土壤DNA的PCR-DGGE图谱分析

DGGE图谱中条带的数量基本体现了土样中真菌和细菌种群的数量，通过DGGE带谱聚类分析(clusteringanalysis)软件分析了真菌和细菌数量的多寡。对不同树龄苹果园土壤根际土壤真菌和细菌种群的DGGE比较见图2。由图中可看出，每个样品各分离出了若干电泳条带，且各条带所代表的PCR产物的产量和迁移率不同，进而表现出不同土壤样品中不同优势菌群的分布。

图 2不同树龄苹果园土壤根际真菌和细菌的DGGE图谱

a 真菌的DGGE图谱b 细菌的DGGE图谱

ck: 空白对照; 3, 8, 15, 24分别为3, 8, 15, 24的苹果树龄

从图2可以看出，随着苹果树龄的增加，土壤中真菌种群呈现数量明显增多，且条带亮度也明显增强的趋势，这表明随着苹果种植年限的延长农业论文，根围土壤中真菌种类和数量大量增加。而细菌种类和数量的变化趋势恰好相反，随着苹果种植年限的延长，根围土壤中细菌种类和数量呈现明显下降的趋势。说明随着苹果种植年限增加，土壤中真菌的种群数量相应增多，而细菌种群数量则大为减少论文开题报告范例。

3 讨论

苹果重茬栽培时幼树往往根系发育不良，长势衰弱^[14，15]。本研究的结果证实了这一点。我国在20世纪90年代初是苹果种植面积快速发展的阶段，目前苹果主产区多数果园已经进入了盛果末期，更新换代迫在眉睫，连作障碍已成为生产上的重要问题^[14]。本研究发现，再植苹果砧木幼苗的生长量与前茬苹果的种植年限呈负相关，而且随着前茬种植年限的延长，后茬苹果砧木幼苗根部发病率显著上升，病菌分离频率大幅增加。利用PCR-DGGE对土壤中微生物种群动态的研究表明农业论文，随着苹果树龄增加，根围土壤中微生物种群结构发生了显著变化，真菌种类和数量均显著增加，细菌种类和数量显著减少。一般认为，细菌数量较多是土壤肥力较高的一种表现，对苹果根系造成危害的主要是一些致病的真菌。Mazzola的研究表明，当苹果种植3年以上时，土壤中病原真菌的数量即增加到足以引起再植病害发生的水平。而土壤中Bacillus spp.和Pseudomonas spp.等细菌类群对土壤致病真菌有抑制作用。随着苹果种植年限增加，根际土壤中细菌数量下降，真菌数量上升，土壤微生物群落从适于苹果生长的系统，转化为利于再植病害发生的系统^[15]。本研究发现，正茬土壤种植海棠幼苗有一定发病几率，从病根中也分离到一些病原真菌菌落。这表明一些土壤习居菌对苹果根系具有致病作用农业论文，且这些真菌可能受到苹果根系分泌物质的诱导，随着苹果种植年限的延长，病原真菌种群数量增加。

研究再植土壤微生物种群的动态变化对于明确苹果再植病害与根际土壤微生物的相关关系有重要意义。据赵国栋等报道，土壤微生物主要集中在0～40 cm土层^[16]论文开题报告范例。因此，本研究采集了距离苹果树干1.5 m，深度10-30 cm的根际土壤作为供试土壤。本研究结果也表明，在这一范围采集的土壤用于研究苹果再植障碍问题具有较好的代表性。

PCR-DGGE法近年来越来越多的被应用于土壤微生物种群动态研究中。在DGGE图谱中，处于不同位置的每条DNA条带及其相对浓度(亮度)很可能代表微生物群落中某一特定微生物种及其在群落中的相对丰度^[13]。在PCR-DGGE方法中，由于PCR模板为土壤总DNA，其中既含可培养微生物的DNA，也含不可培养微生物的DNA，反映的微生物种类要比可培养微生物种类多^[17]。本研究结果也表明了利用PCR-DGGE法研究再植土壤微生物种群能够获得较为全面的种群动态变化数据，对于了解土壤微生物群落尤其是难培养微生物群落的变化具有重要的意义。

苹果再植病害的发生是多种因素综合作用的结果，本研究明确了土壤微生物种群的变化与苹果再植病害的发生有重要的相关关系。但是，不同种群微生物之间都存在哪些相互作用，以及苹果根系分泌物对于根际微生物的影响是怎样发生的？这些问题都还需要进一步研究。而明确土壤生态系统中植物根系与微生物种群之间的相互作用关系，对于解决苹果再植病害将具有重要的作用。

参考文献
[1]国家统计局农村社会经济调查司．中国农村统计年鉴[M]．北京：中国统计出版社.2008, 159-161.
[2]刘小勇,马彦,于良祖，等．重茬苹果园土壤处理试验[J]．中国果树，2005,（2）: 16-18.
[3]Ukhede R S, LiT C．The role of fungi, bacteria, and theirinteractions in replant disease complex in soils of British Columbia [J]．Acta Horticuturae, 1988, 233: 75-77.
[4]Manici L M,Ciavatta C, Kelderer M, et al．Replantproblems in South Tyrol: role of fungal pathogens and microbial population inconventional and organic apple orchards [J]. Plant and Soil, 2003, 256:315-324.
[5]Jaffee B A,Abawi G S, Maiw F. Fungi associated with roots of apple seedlings grown in soilfrom an apple replant disease [J]. Plant Disease, 1982, 66(10): 942-944.
[6]Schoor L,Denman S, Cook N C. Characterisation of apple replant disease under SouthAfrican conditions and potential biological management strategies[J]. ScientiaHorticulturae，2009，119：153-162.
[7]Ferris M J,Muyzer G, Ward D M. Denaturing gradient gel electrophoresis profiles of16SrRNA-defined populations inhabiting a hot spring microbial mat community[J].Appl. Environ. Microbiol. , 1996, 62: 340~346.
[8]Baudoin E, Benizri E, Guckert A. Impact of artificialroot exudates on the bacterial community structure in bulk soil and maizerhizosphere [J]. Soil Biol. Biochem. , 2003, 35: 1183~1192.
[9]罗海峰，齐鸿雁，薛凯，等．PCR-DGGE 技术在农田土壤微生物多样性研究中的应用 [J].生态学报，2003, 23(8): 1570-1575.
[10]White T J, Bruns T., Lee S, Taylor J W.Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes forphylogenetics [M]. 1990: 315-322 In: PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, eds. Innis, M. A., D. H. Gelfand, J. J. Sninsky, and T. J. White.Academic Press, Inc., New York.
[11]刘亚锋．黄瓜连作障碍主要因子关系分析及其作用机理研究[M]．河南农业大学，2006, 6.
[12]Muyzer, G. DGGE/TGGE a method foridentifying genes from natural ecosystems [J]. Current Opinion in Microbiology，1999，2: 317-322.
[13]Muyzer G, deWaal E D, Uitterlinden A G. Profiling of complex microbial populations bydenaturing gradient gelelectrophoresis analysis of polymerase chainreaction-amplified genes coding for l 6S rRNA [J]. Appl Environ Microbiol. ,1993, 59: 695-700.
[14]许衡，杨和生，徐英，等．果树根际微域环境的研究进展[J]．山东农业大学学报(自然科学版), 2004, 35 (3): 476-480
[15]Mazzola M.Transformation of soil microbial community structure and rhizoctoniasuppressive potential in response to apple roots [J]. Phytopathology, 1999, 89:920-927
[16]赵国栋,赵政阳,樊红科.苹果根区土壤微生物分布及土壤酶活性研究[J]. 西北农业学报，2008, 17(3): 205-209,, 214.
[17]钟文辉，蔡祖聪，尹力初，等．在PCR-DGGE研究土壤微生物多样性中应用GC发卡结构的效应 [J]．生态学报，2007，27(10):4011-4018
 

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