高温闷棚对设施蔬菜根结线虫的防治效果及土壤微生物群落结构的影响.pdf

新疆农业科学 nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 高温闷棚对设施蔬菜根结线虫的 防治效果及土壤微生物群落结构的影响 何 伟 null 罗文芳 null 于镇华 null 许建军 null 孙晓军 null nullnull 新疆农业科学院植物保护研究所 null农业部西北荒漠作物有害生物综合治理重点实验室 乌鲁木齐 nullnullnullnullnullnull nullnull 中国科学院东北地理与农业生态研究所 null黑土区农业生态重点实验室 哈尔滨 nullnullnullnullnullnull 摘 要 目的 研究高温闷棚对蔬菜根结线虫和根际土壤微生物群落的影响 方法 采用田间小区试验和 高通量测序技术方法 结果 高温闷棚后 灌水 null 覆膜处理和灌水 null 覆膜 null 药剂处理 nullnull nullnull 深土壤温度在 nullnullnull以上 持续时间 nullnull nullnullnull 根结线虫虫口减退率为 nullnullnullnull 显著高于灌水未覆膜处理 高温增加了真菌和细 菌物种丰度和多样性 但灌水 null 覆膜 null 阿维菌素处理的真菌物种丰度和多样性下降 生菜采收期 真菌物种 丰度增加 多样性下降 细菌物种丰度和多样性均增加 高温促进了链格孢属 枝孢属真菌和 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 细菌繁殖 抑制了鞘氨醇单胞菌属繁殖 结论 灌水 null 覆膜的闷棚方式可有 效防治根结线虫且可影响土壤中微生物群落结构 下茬生菜生长期 土壤中微生物群落逐步恢复 该闷棚方式 适宜在新疆温室蔬菜应用 关键词 高温闷棚 根结线虫 土壤微生物 群落结构 中图分类号 nullnullnullnullnull null 文献标识码 null 文章编号 nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnull 收稿日期 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnull 基金项目 国家重点研发计划 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 新疆维吾尔自治区重点研发计划 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull 作者简介 何伟 nullnullnullnull null 男 安徽利率人 助理研究员 研究方向为蔬菜病虫害防治技术 null null nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull 通信作者 许建军 nullnullnullnull null 男 河南孟津人 研究员 研究方向为蔬菜病虫害防治 null null nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull null 引 言 研究意义 根结线虫是一种高度专化型的 植物病原线虫 近年来 随着设施蔬菜种植面积的 增加 根结线虫病已成为严重威胁新疆设施蔬菜 生产的一种重要土传病害 null 研究高温闷棚对 蔬菜根结线虫和根际土壤微生物群落的影响 对 研究适宜本地的绿色防控技术具有重要意义 前人研究进展 目前 蔬菜生产上防治根结线虫 方法有抗病品种 null 嫁接栽培技术 null 农业防 治 null 生物防治 null nullnull 和化学防治 null nullnull 其中以化学 防治为主 但化学药剂造成蔬菜品质下降 环境 污染及人体健康的问题日益突出 高温闷棚作为 一种有效的防治病害的措施被广泛应用 如高温 闷棚防治黄瓜霜霉病 null 白粉病 nullnull 西瓜枯萎 病 nullnull 茄子黄萎病 nullnull 根结线虫病 nullnull 及消除土壤 连作障碍 nullnull 等已有相关报道 高温闷棚不仅可 以有效杀灭温室中的病原微生物 其对土壤微生 物群落也会产生影响 李佳川 nullnull 报道 灌水高温 闷棚处理后 土壤微生物区系表现为细菌及放线 菌含量升高 真菌含量降低 宋健等 nullnull 报道日晒 高温覆膜对韭菜根际土壤微生物多样性无显著影 响 何志刚等 nullnull 研究表明 高温闷棚是否淹水是 影响土壤微生物群落划分的主要因素 本研究 切入点 长期以来 新疆设施蔬菜种植户在夏季 高温时仅采用扣棚方式闷棚 但此方法地温达不 到杀死根结线虫的温度 拟解决的关键问题 研究新疆高温干旱区温室灌水 null 覆膜 灌水 null 覆 膜 null 药剂及灌水未覆膜高温闷棚处理对土壤根结 线虫及土壤微生物群落结构影响 为新疆区域高 温闷棚防治根结线虫提供科学依据 null 材料与方法 新疆农业科学 nullnull 卷 1 1 材 料 nullnullnull噻唑膦颗粒剂 日本石原产业株式会 社 nullnullnull nullnull阿维 噻唑啉颗粒剂 江西众合化工 有限公司 nullnull 阿维菌素乳油 江西众合化工有 限公司 自计式土壤温度记录仪 型号 nullnullnull nullnull 杭州路格科技有限公司 试验于 nullnullnullnull 年 null nullnull 月在吐鲁番市高昌区亚 尔乡建设七队温室进行 试验温室结构为干打垒 温室 长 nullnullnull null 宽 null null 在上茬番茄拉秧后 及时 清除病残体 铲除田间杂草 带出棚外深埋 保持 棚架完好 棚膜完整 无破损 均匀撒施鸡粪在土 壤表面 用量 null nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull null 深翻 nullnull nullnullnull nullnull 1 2 方 法 nullnull nullnull null 试验设计 试验设置在同一个温室中 null 个处理 每处理 nullnullnull null null null 次重复 小区长 nullnull null 宽 null null nullnullnull噻唑 膦颗粒剂和 nullnullnull nullnull 阿维 噻唑膦颗粒剂各 nullnull nullnull nullnull 分别与细土混匀后均匀撒于土壤表面 nullnull 阿 维菌素乳油稀释 null nullnullnull 倍 均匀喷洒于土壤表面 采用旋耕机进行土壤深耕 每处理四周做坝 灌 水 水面高出地面 null nullnull nullnull 盖好厚度为 nullnull nullnull nullnull 旧棚膜 四周用土压严实 扣棚进行闷棚处理 nullnull null 闷棚结束后进行耕翻 晾晒 nullnull null 后直播生菜 在高温闷棚后增施生物菌肥 在直播生菜第 null 次灌水时 将微生物菌剂宁盾一号 null 型随水冲 施 用 量 为 nullnull nullnullnullnullnullnull null 第 null 次 灌 水 时 nullnullnull nullnullnullnull null 表 null 表 null 处理方法 Table null Test treatment method 处理 nullnullnullnullnull nullnullnullnull 处理方法 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull 药剂施用方法 nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null 灌水 null 覆膜 nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull null 阿维菌素 喷雾 null 灌水 null 覆膜 nullnull nullnullnullnullnullnullnull null 阿维噻唑磷 撒施 null 灌水 null 覆膜 nullnull nullnullnullnullnullnullnull null 噻唑膦 撒施 null 灌水 null 覆膜 null null 灌水不覆膜 null null nullnull 不灌水不覆膜 null nullnull nullnull null 测定指标 nullnull nullnull nullnull null 土壤温度监测 采用自计式土壤温度计 温度记录间隔 null nullnullnull 记录土壤温度变化情况 覆膜后将土壤温度 计插入土壤 探头插入深度分别为 nullnull nullnull nullnull nullnull 土壤中 闷棚结束后 取回温度记录仪 将数据转 入计算机 使用 nullnullnullnullnull 分析数据 nullnull nullnull nullnull null 土壤样品采集 闷棚前 后和生菜收获期 分别采用取土器取 深度 null nullnullnull nullnull 土壤 每处理随机取 nullnull 个点 混匀 后部分土壤用于检测根结线虫数量 部分土壤 null nullnullnull保存用于微生物检测 闷棚前处理 null nullnull 土 壤样本编号为 null null null null null 闷棚后处理 null null null 土壤样 本编号为 null null null null null 生菜采收期处理 null null null 土壤样 本编号为 null null null null null nullnull nullnull nullnull null 土壤理化性质 将采集的土壤样品进行处理 经自然风干 研 磨过筛 null nullnull 后 测定土壤的理化性质 速效氮 采用碱解扩散法 速效磷采用 nullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull null 浸提 null 钼 锑 抗 比 色 法 速 效 钾 采 用 null nullnullnullnullnull nullnull null nullnullnull 浸提 null 火焰光度法 nullnull 值采用 nullnull 计按 土水比 nullnullnullnull null 测定 nullnull nullnull nullnull null 土壤根结线虫数量 采用浅盘分离法与漏斗分离法分离线虫 具 体步骤如下 取一根橡皮管 一端用夹子夹住 另 一端连接漏斗 放在漏斗架上 在 nullnullnull 目的标准冲 筛框上垫 null 张面巾纸 装入称好的 nullnullnull null 土样 铺 平 往漏斗内加水 水漫过土壤约 nullnull null nullnull 左右 静 置 nullnull null 后 松开止水夹 将漏斗中水缓慢放入小 烧杯内 最后在体视显微镜下统计根结线虫 null 龄 幼虫的数量 nullnull nullnull nullnull null 土壤微生物 nullnullnull 提取及高通量测序 根据 nullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnull 试剂盒的操 作步骤提取土壤微生物总 nullnullnull nullnullnull 所用的细菌 引物为 nullnull null nullnull 通用引 物 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnull 和 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnull 真菌引物为通用 引物 nullnullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnull和 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnull nullnull 微生物扩增子高通量测序由北京百迈客生 物科技有限公司完成 null 结果与分析 2 1 不同处理土壤温度监测 研究表明 灌水 null 覆膜处理 nullnull nullnull 和 nullnull nullnull 深土壤最高温度分别为 nullnullnull null nullnullnull null 和 nullnullnull nullnull 持 nullnullnull null 期 何 伟等 高温闷棚对设施蔬菜根结线虫的防治效果及土壤微生物群落结构的影响 续时间为 nullnull nullnullnull 灌水未覆膜处理分别为 nullnull nullnullnull null 和 nullnullnull nullnull 持续时间为 nullnull nullnullnull 空白对照分 别为 nullnull nullnullnull null 和 nullnullnull nullnull 持续时间为 nullnull nullnullnull 灌 水 null 覆膜可以增加土壤温度 且高温持续时间长 图 null 图 null 不同土壤深度的温度变化 Fignull null Temperature changes in different soil depths 2 2 不同时期各处理土壤根结线虫检测 研究表明 闷棚后灌水 null 覆膜 null 药剂和灌水 null 覆膜处理土壤根结线虫虫口减退率 nullnullnullnull 灌 水未覆膜虫口减退率为 nullnullnull nullnull 生菜采收期 各 处理均无根结线虫危害 灌水 null 覆膜 null 药剂和灌 水 null 覆膜处理土壤根结线虫虫口减退率在 nullnullnull 以上 灌水未覆膜处理虫口减退率 nullnullnull nullnull 表 null 表 null 不同处理对土壤根结线虫防治效果比较 Table null Comparison of control effects of different treatments on soil root nullknot nematodes 处理 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 线虫数量 nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull 条 null nullnullnullnull 土壤 生菜采收期 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 闷棚前 nullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnull 闷棚后 nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 减退率 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull null 线虫数量 nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull 条 null nullnullnullnull 土壤 减退率 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull null null nullnullnull null nullnullnull null null nullnullnull null null null nullnullnull null nullnullnull null null nullnullnull null null null nullnullnull null nullnullnull null null nullnullnull null null nullnullnull null nullnullnull null null nullnullnull null null null nullnullnull nullnull nullnullnull null null nullnull nullnullnull null null null nullnullnull nullnullnull null null nullnullnull nullnullnull null null 注 不同小写字母代表各处理之间差异显著 P nullnullnull nullnull 下同 nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnull 新疆农业科学 nullnull 卷 2 3 不同时期各处理土壤养分差异 研究表明 高温闷棚后较闷棚前 处理 null null null 土壤速效氮含量无显著差异性 处理 null 和 null 显著 下降 处理 null nullnull 土壤速效磷含量显著增加 处理 null 无显著差异 处理 null nullnull 土壤速效钾含量显著降 低 处理 null 和 null 土壤 nullnull 值显著下降 其他处理无 显著差异 生菜采收期较高温闷棚后 处理 null nullnull 土壤速效氮含量无显著差异 处理 null 和 null 显著增 加 处理 null null null 土壤速效磷含量显著下降 处理 null nullnull 土壤速效钾含量显著增加 处理 null 土壤 nullnull 值 显著增加 其他处理无显著差异 图 null 注 数值为平均值 null 标准误 不同小写字母表示不同处理之间差异显著 P nullnullnull nullnull null 为闷棚前 null 为闷棚后 null 为生菜采收期 nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull P nullnullnull nullnull null null nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull null nullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull null nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 图 null 不同时期各处理土壤理化性状 Fignull null Soil physical and chemical properties of different treatments in different periods 2 4 样品间 nullnullnullnull 多样性 研究表明 细菌主成分 null nullnullnull 主成分 null nullnullnull 的样品差异性贡献率分别为 nullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnull 合 计 达 到 nullnullnull nullnullnull 真 菌 主 成 分 null nullnullnull 主成分 null nullnullnull 的样品差异性贡献率分 别为 nullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnull 合计达到 nullnullnull nullnullnull 高温 闷棚前 后和生菜采收期 null 个时间点土壤样本距 离均较远 null 个时间点土壤中真菌 细菌组成成分 均存在显著差异 闷棚前 后和生菜采收期中每个 时期 null 个处理土壤样本距离较近 每个时期土壤 中真菌 细菌组成成分相近 图 null 2 5 对土壤微生物多样性的影响 研究表明 闷棚前 后和生菜采收期 null 个不同 处理分别得到 null nullnullnull nullnullnull null nullnullnull nullnullnull 和 null nullnullnull nullnullnull 条有效序列 nullnullnullnullnullnullnullnull 测序深度指数均大于 nullnullnull nullnull 表明测序深度已基本上覆盖到样品中所 有的物种 高温闷棚后 灌水 null 覆膜 null 阿维菌素 土壤中的真菌物种丰度和多样性均减少 空白对 照土壤中真菌物种丰度下降 但真菌物种多样性 增加 其他 null 个处理土壤真菌物种丰度和多样性 均增加 生菜采收期真菌物种丰度增加 但真菌 物种多样性下降 表 null 闷棚前 后和下茬生菜采收期 null 个不同处理 分别得到 null nullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnull 和 nullnullnull nullnullnull 条有效序 列 nullnullnullnullnullnullnullnull 测序深度指数均大于 nullnullnull nullnull 表明 测序深度已经覆盖到测试样品中大部分物种 结 果表明 高温闷棚后 null 个处理土壤样本中细菌物 种丰度和多样性均较高温闷棚前下降 生菜采收 期 细菌物种丰度和多样性均较高温闷棚后上升 表 null nullnullnull null 期 何 伟等 高温闷棚对设施蔬菜根结线虫的防治效果及土壤微生物群落结构的影响 注 null 是细菌 null 是真菌 null nullnull null null nullnull 是闷棚前处理 null null null null nullnull null null nullnull 是闷棚后处理 null nullnull null nullnull null nullnullnull 是生菜采收期处理 null nullnull 下 同 nullnullnullnull null nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull null nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull null nullnull null null nullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull null nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull null nullnull null null nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull null nullnull null null nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull 图 null 属水平上样本的 PCoA 分析 Fignull null The principal component analysis at the genus level 2 6 门水平上真菌群落结构 研究表明 不同时期各处理土壤样本中真菌 优势菌门有显著差别 高温闷棚后较闷棚前 null 个处理土壤中被孢霉门丰度显著下降 处理 null 和 null 担子菌门丰度显著下降 其他处理担子菌门丰 度显著增加 生菜采收期 处理 null 被孢霉门丰度 较高温闷棚后无显著差异 其他各处理的被孢霉 门丰度显著降低 图 null 图 null 门水平上真菌样本的群落组成 Fignull null The community abundance analysis of fungal genes at the phylum level 2 7 门水平上细菌群落结构 研究表明 高温闷棚后 处理 null 和 null 土壤样本 中变形菌门 Proteobacteria 丰度增加 异常球菌 null 栖热菌门 Deinococcus null nullnullnullnullnullnullnull 丰度无显著变 化 其他处理变形菌门丰度下降 异常球菌 null 栖热 菌门丰度增加 null 个处理土壤样本中芽单胞菌门 Gemmatimonadetes 酸杆菌门 Acidobacteria 硝化螺 旋菌门 Nitrospirae 和浮霉菌门 Planctomycetes 丰度 显著降低 厚壁菌门 Firmicutes 丰度显著增加 处 理 null 土壤样品中绿弯菌门 Chloroflexi 丰度下降 其他处理绿弯菌门丰度增加 生菜采收期较高温闷棚后 处理 null 和 null 土壤 样品中变形菌门丰度下降 其他处理丰度增加 处 理 null 绿弯菌门丰度增加 其他处理绿弯菌门丰度 下降 null 个处理拟杆菌门丰度显著增加 处理 null 厚 壁菌门丰度无显著变化 其他处理厚壁菌门丰度 显著降低 图 null nullnullnull 新疆农业科学 nullnull 卷 表 null 真菌的多样性指数 Table null The analysis of alpha diversity estimators of fungi 样本 nullnullnullnullnullnull nullnullnull 数目 nullnullnull 丰富度指数 nullnullnullnullnullnullnull 多样性指数 nullnullnullnull 测序深度指数 nullnullnullnullnullnullnullnull null null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull null null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnull null nullnull nullnullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnull nullnull nulln