蚯蚓对连作与轮作西瓜土壤细菌群落、微生物量和酶活性的影响.pdf

收稿日期 2019 07 11 基金项目 上海市农委科技兴农推广项目 沪农科推字 2018 第4 14号 上海市农口青年成长计划项目 沪农青字 2017 第1 21 号 上海市农业科学院卓越团队建设计划 农科创 2017 A 03 作者简介 张翰林 1985 男 博士 副研究员 主要从事农田土壤生态研究 E mail zhanghanlinchick 163 com 通信作者 E mail lwei1217 sina com 上海农业学报 2020 36 6 85 90 http www nyxb sh cn Acta Agriculturae Shanghai DOI 10 15955 j issn1000 3924 2020 06 16 张翰林 郭惠宝 白娜玲 等 蚯蚓对连作与轮作西瓜土壤细菌群落 微生物量和酶活性的影响 J 上海农业学报 2020 36 6 85 90 蚯蚓对连作与轮作西瓜土壤细菌群落 微生物量和 酶活性的影响 张翰林1 2 3 郭惠宝4 白娜玲1 2 张娟琴1 2 郑宪清1 2 李双喜1 2 张海韵1 2 吕卫光1 2 3 1上海市农业科学院生态环境保护研究所 上海201403 2农业部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站 上海201403 3上海市设施园艺技术重点实验室 上海201403 4上海光明长江现代农业有限公司 上海202178 摘 要 为了研究蚯蚓对西瓜连作土壤障碍的修复效果 采用盆钵培养西瓜连作与轮作土壤方式 在接种 不同密度 0 500条 m2和1 000条 m2 的威廉环毛蚓 Pheretima guillelmi 1个月后 分析土壤理化性质 土壤细 菌群落多样性与酶活性 结果表明 1 接种蚯蚓均显著提升了障碍土壤EC和降低速效磷 其中1 000条 m2蚯 蚓处理还可以显著提升障碍土壤速效氮和速效钾 在轮作土壤中 蚯蚓显著提升了土壤速效磷 降低了土壤EC 有机质 全氮 2 蚯蚓显著提高连作与轮作土壤蔗糖酶 脲酶和过氧化氢酶酶活性 在连作障碍土壤中分别提高 了69 4 108 3 46 0 71 8 和41 0 59 0 且随蚯蚓接种数量的增加 三种酶活性也均显著提升 3 在连作障碍土壤中 蚯蚓处理后微生物量碳氮分别提高了8 2 11 4 和68 9 75 1 在轮作土壤中 蚯蚓处理后则微生物量碳氮分别降低了18 0 19 3 和15 7 16 7 但不同蚯蚓接种数量之间则没有 显著差异 4 蚯蚓处理提高了连作与轮作土壤细菌群落多样性 且1 000条 m2蚯蚓处理高于500条 m2蚯蚓处 理 接种蚯蚓使得连作障碍土壤细菌群落结构逐步趋近于轮作对照处理 综上 在西瓜连作土壤中接种蚯蚓可 以显著修复由于连作造成的土壤养分失调 微生物数量降低 细菌群落结构受到破坏等障碍问题 蚯蚓接种密度 为1 000条 m2时修复效果优于500条 m2 关键词 威廉环毛蚓 西瓜连作土壤 微生物群落 酶活性 生物修复 中图分类号 S154 1 S156 文献标志码 A 文章编号 1000 3924 2020 06 085 06 Effects of earthworms on bacterial community microbial biomass and enzyme activities in watermelon continuous and rotation cropping soil ZHANG Hanlin1 2 3 GUO Huibao4 BAI Naling1 2 ZHANG Juanqin1 2 ZHENG Xianqing1 2 LI Shuangxi1 2 ZHANG Haiyun1 2 L Weiguang1 2 3 1 Eco environmental Protection Institute of SAAS Shanghai 201403 China 2 Agncultural Environment and Farmland Conservation Experiment Station of Ministry Agriculture Shanghai 201403 China 3 Shanghai Key Laboratory of Horticultural Technology Shanghai 201403 China 4 Shanghai Guangming Changjiang Modern Agriculture Co Ltd Shanghai 202178 China Abstract In order to study the improvement effects of earthworm to watermelon continuous cropping soil based on a soil incubation experiment Pheretima guillelmi was inoculated with different densities 0 500 m2 and 1 000 m2 in continuous cropping soil and rotation soil of watermelon After one month soil incubation soil physic chemical properties and enzyme activities were detected and soil bacterial community diversity was investigated by PCR DGGE method The results showed that 1 treatments with earthworm in continuous cropping soil significantly increased soil EC and decreased available phosphorus and 1 000 m2 density treatment could 张翰林 等 蚯蚓对连作与轮作西瓜土壤细菌群落 微生物量和酶活性的影响 also significantly increase available nitrogen and potassium in continuous cropping soil in rotation cropping soil earthworm increased soil available phosphorus and decreased EC organic matter and total nitrogen significantly 2 after earthworm treatment the activities of sucrase urease and catalase in both continuous and rotation cropping soil were significantly increased and the activities of sucrase urease and catalase in continuous cropping soil were increased by 69 4 108 3 46 0 71 8 and 41 0 59 0 respectively With the increase of earthworm density the activities of three enzymes also increased significantly 3 under the effect of earthworm in the continuous cropping soil the microbial biomass C and N content increased by 8 2 11 4 and 68 9 75 1 respectively The microbial biomass C and N content in the rotation cropping soil decreased by 18 0 19 3 and 15 7 16 7 respectively But the soil microbial biomass C and N content was not significantly affected by earthworm density 4 earthworm increased soil bacterial diversity index H and the treatment with the density of 1 000 m2 was higher than which with 500 m2 The bacterial community structure of continuous cropping soil was gradually get similar to which of the rotation soil control treatment under the effect of earthworm Overall earthworms in continuous cropping soil of watermelon can significantly improve the balance of soil nutrient increase the microbial biomass C and N and restore the bacterial community structure and the effect was better with the earthworm density of 1 000 m2 than 500 m2 Key words Pheretima guillelmi Watermelon continuous cropping soil Microbial community Enzymatic activity Bioremediation 我国西瓜种植面积居世界第一位 每年约在100万 120万hm2 西瓜连作模式特别是大棚温室连 作栽培 破坏了土壤微生态环境 引起有益菌种群结构的改变和数量降低 导致了严重的连作障碍 1 3 如 何有效缓解连作西瓜土壤障碍已成为西瓜生产的当务之急 对保障食品安全 减少产地环境污染具有重 大的理论和实际价值 目前西瓜土壤连作障碍的防治与缓解措施主要有抗病品种培育 农业管理措施 化学防治和微生物防治 4 6 以上措施均具有一定的效果 但也均有各自的局限性 如时耗较长 投入品 易造成二次污染等 因此 开发生态高效的西瓜土壤连作障碍调控新方法 并对其调控效果进行研究具 有十分重要的意义 蚯蚓在改善土壤物理性状 促进土壤养分循环 调控土壤微生物群落结构与生态功能等方面均已有 所报道 这为其修复农作物土壤连作障碍从理论上提供了可行性 7 8 目前利用蚯蚓开展连作障碍修复 的研究主要是采用蚯蚓粪便或蚯蚓堆肥 Szczech 9 发现蚯蚓堆肥可有效抑制番茄病原体 其效果与蚯蚓 堆肥添加量呈正相关 且蚯蚓堆肥中微生物发挥了主要的抑制作用 蚯蚓堆肥也可以显著降低西瓜与番 茄枯萎病的发病率 改善果实品质 10 此外 添加蚯蚓粪也可以显著增加设施番茄 韭菜土壤三大菌的数 量 提高土壤细菌多样性以及土壤酶活性 11 直接采用蚯蚓活体对连作障碍土壤进行修复目前尚处于试 验性阶段 相关研究还并不多见 本研究在西瓜连作土壤中接种蚯蚓 1个月后分析土壤理化性质 土壤细菌群落多样性与酶活性 探 讨接种蚯蚓对西瓜连作土壤障碍的修复改良作用 为修复连作西瓜土壤障碍开拓新思路 1 材料与方法 1 1 试验材料 土壤来源 土壤来自于上海市农业科学院庄行试验站西瓜种植大棚 在2017年6月西瓜收获后取样 种植西瓜品种为早春红玉 障碍土壤取自3年西瓜连作大棚内 大棚内西瓜产量已大幅减少30 50 轮作土壤取自旁边西瓜 蔬菜轮作大棚内 取样深度均为0 20 cm 供试土壤类型为潮土 试验所用障碍土 壤基本理化性状 全氮3 1 g kg 全磷1 0 g kg 全钾6 2 g kg pH 7 89 EC 0 11 mS cm 有机质18 7 g kg 试 验所用轮作土壤基本性状 全氮2 9 g kg 全磷2 1 g kg 全钾11 8 g kg pH 7 27 EC 0 66 mS cm 有机质 37 4 g kg 蚯蚓来源 试验品种为威廉环毛蚓 Pheretima guillelmi 取自于上海市农业科学院崇明试验基地 选 取个体大小一致 质量在2 g左右的成年蚯蚓进行试验 试验容器 选用底部直径为20 cm 高为25 cm的圆柱形铁桶作为试验容器 底部打4个孔 四周打8 68 上 海 农 业 学 报 个孔 底部和四周打孔处内附50目 筛孔孔径270 m 下同 细纱网 容器上口同样采用50目细纱网覆盖 防止蚯蚓逃逸 1 2 试验设计 为了研究蚯蚓接种密度对修复效果的影响 试验共设置6个处理 分别为轮作土壤对照 NCK 轮作 土壤 500条 m2蚯蚓 N1 轮作土壤 1 000条 m2蚯蚓 N2 和障碍土壤对照 DCK 障碍土壤 500条 m2蚯蚓 D1 障碍土壤 1 000条 m2蚯蚓 D2 每个处理设置3个重复 其中对照处理不接种 蚯蚓 500条 m2蚯蚓处理每个试验容器接种15条蚯蚓 1 000条 m2蚯蚓处理每个试验容器接种30条蚯 蚓 保持试验温度在25 维持土壤表面湿度在65 70 1 3 样品采集 在土壤培育1个月后对将容器内土壤混匀后取样 土壤一部分进行风干 测定土壤理化性质 另一 部分土壤保存在 20 进行土壤DNA提取及后续变性梯度凝胶电泳分析 1 4 测定项目与方法 1 4 1 土壤理化性质及酶活性测定 土壤总氮和速效氮均采用2 mol L氯化钾溶液浸提 按照凯氏定氮法测定 总磷采用酸溶 钼锑抗比色 法 5 mol L硫酸浸提 速效磷采用碳酸氢钠提取 钼锑抗比色法测定 0 5 mol L碳酸氢钠溶液浸提 全 钾采用氢氧化钠熔融法 火焰光度计法 速效钾采用乙酸铵提取 火焰光度计法测定 1 mol L乙酸铵溶液 浸提 土壤微生物生物量碳氮采用氯仿熏蒸 K2SO4浸提法测定 12 pH采用电位法测定 水土体积比 2 5 1 有机质采用重铬酸钾容量法测定 土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定 蔗糖酶活性采用3 5 二硝基水杨酸比色法测定 过氧化氢酶 活性采用高锰酸钾滴定法测定 8 1 4 2 变性梯度凝胶电泳 PCR DGGE 分析 取0 5 g土壤样品 使用Soil DNA Kit 50 OMEGA 提取土壤DNA DNA提取及纯化后采用0 7 琼脂糖凝胶检验 土壤DNA采用细菌16 S rDNA的V3区通用引物F341GC 5 CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGGCACGGGGGG CCTACGGGAGGCAGCAG 3 和R517 5 ATTACCGCGGCTGCTGG 3 进行PCR扩增 PCR采用25 L体系 10 PCR buffer 5 L with MgCl2 dNTP 0 5 L 引物各0 5 L Tap酶0 25 L 250 U 模板1 L 采用降落PCR策略 13 96 预变性 5 min 之后94 1 min 55 65 1 min 72 3 min 20个循环 每个循环后复性温度下降0 5 后接 94 1 min 55 1 min 72 3 min 10个循环 最后72 延伸7 min DGGE电泳采用8 浓度的聚丙 烯酰胺凝胶 变性梯度为40 60 在60 条件下 60 V电泳12 h 电泳结束后进行SYBR Green I染 色 用BIO RAD凝胶成像系统拍照观察 1 5 数据处理 DGGE图谱通过Quantity One软件进行分析 采用其中的UPGAMA程序进行微生物群落结构的聚类 分析 微生物群落多样性通过Shannon Weaver指数 H 来表示 计算公式为 H s i 1 PilnPi Ni N ln Ni N 1 式中 Pi为第i个条带出现的概率 Ni为第i个条带的序列扩增量 N为所有条带的扩增总量 N Ni S为DNA序列丰富度指数 即单条泳道的条带数 2 结果与分析 2 1 接种蚯蚓对连作西瓜土壤化学性质的影响 由表1可知 接种蚯蚓处理均显著提升了连作土壤EC和降低速效磷 P 0 05 其中1 000条 m2蚯 蚓处理还可以显著提升连作土壤速效氮和速效钾 P 0 05 在轮作土壤中 接种蚯蚓均显著提升了土 壤速效磷 降低了轮作土壤EC 有机质 全氮 P 0 05 1 000条 m2蚯蚓处理则还显著降低了土壤全磷 提升了土壤速效氮和速效钾 P 0 05 2 2 接种蚯蚓对连作西瓜土壤微生物量和酶活性的影响 经蚯蚓处理后 土壤微生物量碳氮在不同土壤中变化趋势相反 表2 在轮作土壤中 蚯蚓处理后微 78 张翰林 等 蚯蚓对连作与轮作西瓜土壤细菌群落 微生物量和酶活性的影响 生物量碳氮与微生物碳氮比均有显著降低 P 0 05 与NCK相比 微生物量碳氮分别降低了18 0 19 3 和15 7 16 7 而在连作障碍土壤中 蚯蚓处理后微生物量碳氮均有显著提升 微生物碳氮 比则同样显著降低 P 0 05 与DCK相比 微生物量碳氮分别提高了8 2 11 4 和68 9 75 1 不同蚯蚓接种数量对土壤微生物量碳氮含量则没有显著影响 表1 蚯蚓处理后土壤化学性质 Table 1 Soil chemical properties after earthworm treatments 处理pH EC mS cm 1 有机质 g kg 1 全氮 g kg 1 全磷 g kg 1 全钾 g kg 1 速效氮 mg kg 1 速效磷 mg kg 1 速效钾 mg kg 1 NCK 7 78 0 05 a 0 62 0 03 a 34 81 1 58 a 2 91 0 11 a 2 63 0 13 a 11 35 0 54 a 103 43 5 12 b 85 21 4 08 b 185 88 8 75 b N1 7 77 0 04 a 0 46 0 02 b 31 84 1 45 b 2 53 0 09 b 2 42 0 12 ab 9 98 0 55 ab 112 57 5 69 ab 102 55 4 59 a 201 41 9 22 ab N2 7 74 0 04 a 0 46 0 02 b 31 22 1 87 b 2 72 0 10 b 2 21 0 12 b 9 52 0 46 ab 120 21 6 03 a 108 26 5 04 a 210 85 10 03 a DCK 7 83 0 02 a 0 16 0 01 d 18 34 1 06 c 1 84 0 05 c 1 26 0 08 c 9 44 0 38 ab 62 41 3 11 c 98 83 4 36 a 104 47 4 88 d D1 7 79 0 05 a 0 22 0 01 c 18 51 0 85 c 1 90 0 07 c 1 37 0 05 c 8 28 0 39 b 75 69 3 54 c 65 12 2 89 c 120 56 5 34 cd D2 7 77 0 03 a 0 25 0 02 c 18 29 0 94 c 2 03 0 12 c 1 52 0 06 c 8 04 0 43 b 101 85 4 75 b 74 84 3 77 bc 131 13 6 11 c 注 表中的数据为三个平均值 误差 不同小写字母表示差异显著 P 0 05 下同 表2 蚯蚓处理后土壤微生物量碳氮 Table 2 Soil microbial biomass carbon and nitrogen contents after earthworm treatments 处理微生物量碳 mg kg 1 微生物量氮 mg kg 1 微生物碳氮比 NCK 189 53 9 93 a 13 39 1 12 a 14 15 2 14 b N1 152 92 7 47 b 11 15 0 78 b 13 71 1 31 c N2 155 48 8 29 b 11 29 0 59 b 13 77 1 89 c DCK 128 71 8 14 d 5 78 0 73 d 22 27 3 04 a D1 143 41 6 33 c 10 12 0 81 bc 14 17 1 74 b D2 139 27 5 54 c 9 76 0 68 c 14 27 1 17 b 蚯蚓处理后的土壤酶活性见表3 蚯蚓处理后蔗糖酶 脲酶和过氧化氢酶酶活性均显著提高 与连作 障碍土壤和轮作对照相比 蔗糖酶分别提高了69 4 108 3 和26 0 38 4 脲酶分别提高了 46 0 71 8 和21 5 42 6 过氧化氢酶则分别提高了41 0 59 0 和22 6 46 1 且随 蚯蚓接种数量的增加 三种酶活性也均显著提升 P 0 05 表3 蚯蚓处理后土壤酶活性 Table 3 Soil enzyme activities after earthworm treatments 处理蔗糖酶 mg g 1 脲酶 mg g 1 过氧化氢酶 mL g 1 NCK 0 73 0 03 c 1 95 0 11 cd 1 15 0 07 c N1 0 92 0 03 b 2 37 0 15 b 1 41 0 08 b N2 1 01 0 04 a 2 78 0 14 a 1 68 0 07 a DCK 0 36 0 02 e 1 24 0 07 e 0 83 0 04 d D1 0 61 0 02 d 1 81 0 09 d 1 17 0 06 c D2 0 75 0 03 c 2 13 0 12 bc 1 32 0 05 b 1 6 1 2 0 8 0 4 0 多 样 性 指 数 H NCK DCK D1 D2N1 N2 处 理 图1 不同处理细菌群落多样性分析 Fig 1 Diversity of bacterial community under different treatments 2 3 接种蚯蚓对连作西瓜土壤细菌群落多样性 的影响 基于DGGE图谱 采用Quantity One对其进 行分析计算 得到土壤细菌群落的多样性指数H 图1 与连作土壤和轮作土壤对照相比 蚯蚓 处理提高了多样性指数H 且1 000条 m2蚯蚓 处理均高于500条 m2蚯蚓处理 但连作土壤经 蚯蚓修复后 其细菌群落多样性依然低于轮作土 壤对照处理 对DGGE图谱进行UPGMA聚类分析的结果 如图2所示 接种蚯蚓对西瓜土壤细菌群落结 构影响显著 N1和N2受蚯蚓的影响相似度最高 为78 而在连作障碍土壤中接种蚯蚓使得细菌群落 结构逐步趋近于轮作对照处理 D1和D2与NCK的细菌群落结构相似度分别为58 和64 DCK则与 其他处理差异最大 群落结构相似度仅为54 88 上 海 农 业 学 报 N1 N2 NCK D2 D1 DCK 0 78 0 66 0 64 0 58 0 54 0 54 1 00 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 90 图2 不同处理土壤中细菌群落聚类分析 Fig 2 Cluster analysis of soil bacterial community in different treatments 土壤细菌多样性指数H 酶活性与土壤化学性质的相关性分析见表4 细菌多样性指数H 与土壤 速效氮 P 0 01 有机质 全氮 全磷 P 0 05 呈显著正相关 过氧化氢酶 转化酶和尿酶的相关性分 析结果一致 均与pH呈显著负相关 P 0 01 与速效氮呈显著正相关 P 0 01 表4 土壤细菌多样性指数 酶活性与土壤化学性质的相关性分析 Table 4 The correlation between H soil enzyme activities and soil chemical properties 生物学指标pH EC有机质全N全P全K速效氮速效磷速效钾微生物量碳微生物量氮 多样性指数H 0 612 0 675 0 719 0 720 0 714 0 560 0 816 0 540 0 699 0 669 0 684 过氧化氢酶 0 767 0 625 0 537 0 570 0 465 0 115 0 835 0 274 0 658 0 422 0 642 转化酶 0 782 0 570 0 490 0 442 0 408 0 066 0 839 0 348 0 637 0 346 0 558 脲酶 0 775 0 473 0 397 0 354 0 409 0 044 0 793 0 315 0 573 0 250 0 490 注 和 分别表示在0 05和0 01水平显著 3 结论与讨论 蚯蚓对土壤理化性质的影响显著 有研究显示 蚯蚓可显著降低盐渍化土壤EC 改良滨海农田土 壤 14 促进土壤中磷素的分散化分布 增加土壤速效磷含量 15 这与本研究中蚯蚓对轮作土壤的影响相 符 作物连作易造成土壤养分不均衡 如氮素或磷素的过量积累 16 导致作物减产 抗逆性降低 本研究 中 与NCK相比 DCK速效磷含量提高了16 0 出现了过度积累 而在EC 有机质 全量氮磷钾和速效 氮钾则均显著降低 在障碍土壤中接种蚯蚓 显著提升了EC 速效钾 并降低了由于连作而导致的过量 速效磷含量 有效的平衡了土壤养分状况 D2与D1相比 显著提升了速效氮含量 但整体土壤养分水平 依然低于NCK 土壤EC代表了土壤水溶性盐的含量水平 与土壤养分矿化关系紧密 一般来说 EC在 0 4 1时最适宜作物生长 接种蚯蚓后 由于其吞食过程 消耗了部分轮作土壤的水溶性盐 使其降低 但在连作土壤中 已经出现EC过低的障碍情况 0 16 蚯蚓可能通过其吞食与挖掘活动 促进部分不溶 性盐转化为可溶性盐 改善了土壤理化环境 14 土壤微生物量碳氮是反映土壤微生物数量与活性的重要指标 7 有研究显示蚯蚓由于吞噬作用和 分泌黏液对部分微生物的抑制作用 导致微生物总量减少 降低了微生物量碳氮 17 18 这与本研究轮作土 壤中结论一致 也有研究发现 经过4年田间小区定位实验后 蚯蚓会显著提升稻麦轮作系统土壤微生 物量碳氮的水平 19 这可能是由于有作物根系参与其中 且实验的区域范围与时间长度都远远超过本研 究 在连作障碍土壤中 则可能是因为接种蚯蚓改善了土壤理化性质 平衡了由于西瓜连作造成的土壤 养分失调 表1 改善了土壤理化条件 有效促进了土壤微生物生长 进而提高了土壤微生物量碳氮 含量 20 土壤酶活性是衡量土壤养分循环能力的重要指标 7 陶军等 21 发现 秸秆还田条件下 接种蚯蚓显 著提高了稻麦轮作土壤中的蛋白酶和蔗糖酶活性 郑宪清等 22 通过对利用蚯蚓进行生物耕作的菜田进行 研究发现 土壤过氧化氢酶 蔗糖酶和脲酶活性均显著提高 且生物耕作的时间越长影响越大 蚯蚓一方 面通过改变土壤养分水平 如有机质 速效养分等 促进微生物活性提高 从而提升土壤酶活性 在本研 究中土壤酶活性与土壤速效氮含量显著正相关 表4 蚯蚓在提升土壤速效养分的同时 也增加了酶活 性 另一方面 大量蚓粪的产生也带来了丰富的养分与微生物 这也是促进土壤酶活性提高的一个重要因 素 11 本研究还发现 接种蚯蚓对连作障碍土壤酶活性的提升程度均高于轮作土壤 且D2修复后土壤 酶活性水平已经达到甚至超过NCK 表明接种蚯蚓可以有效缓解连作障碍造成的酶活性低下的情况 98 张翰林 等 蚯蚓对连作与轮作西瓜土壤细菌群落 微生物量和酶活性的影响 连作西瓜土壤障碍的一个主要表现就是微生物群落多样性下降 细菌数量下降而真菌数量上升 导致微 生物群落结构与功能失调 23 因此 改善土壤微生物群落结构有助于缓解土壤连作障碍 本研究中 蚯蚓处 理后 轮作土壤和连作障碍土壤中细菌群落多样性指数H 均有所提升 表明无论是障碍土壤还是健康土壤 蚯蚓均可以显著改善土壤细菌群落结构 与前人研究结果相似 于建光等 24 发现 在红壤当中接种蚯蚓 微 生物基质利用丰富度指数和多样性指数显著增大 Aira等 25 在72 h短期基质降解实验中也得到了相同的结 论 但连作障碍土壤经蚯蚓处理后 其多样性指数H 接近但还依然低于NCK 聚类分析也展示了类似结果 D1和D2处理细菌群落结构向NCK趋近 尤其是1 000条 m2蚯蚓数量修复连作障碍土壤效果明显 但与轮 作健康土壤细菌群落结构尚有一定差别 本研究中 蚯蚓接种密度越大 其改善土壤理化及微生物状况的效 果就越好 提升土壤速效养分 并正向的改变了土壤细菌群落结构 但过高的蚯蚓接种密度可能会降低土壤 全量养分 矿化速度过快 造成养分流失 26 在未来的研究中 一方面还需要应用宏基因组等手段 明确具 体微生物群落结构差异种属及其生态功能 另一方面还需要在蚯蚓密度方面开展细化研究 探索改善障碍土 壤的最佳接种密度 进一步为接种蚯蚓缓解西瓜连作土壤障碍提供理论基础 综上所述 在西瓜连作土壤中接种蚯蚓可以显著改善由于连作造成的土壤养分失调 微生物数量降 低 细菌群落结构受到破坏等障碍问题 蚯蚓接种密度为1 000条 m2时改善效果优于500条 m2 参 考 文 献 1 UKHEDE R S Soil sickness replant problem or replant disease and its integrated control J Allelopathy Journal 2006 18 1 56 62 2 YANG C H CROWLEY D E MENGE J A 16 s rDNA fingerprinting of rhizosphere bacterial communities associated with healthy and Phytophora infected avocado toots J FEMS Microbiology Ecology 2010 35 129 136 3 徐伟慧 周岩 吴凤芝 西瓜枯萎病的研究进展 J 中国蔬菜 2013 8 4 11 4 LING N DENG K SONG Y et al Variation of rhizosphere bacterial community in watermelon continuous mono cropping soil by long term application of a novel bioorganic fertilizer J Microbiological Research 2014 169 78 570 578 5 刘素慧 刘世琦 张自坤 EM对连作大蒜根际土壤微生物和酶活性的影响 J 植物营养与肥料学报 2011 17 3 718 723 6 朱同彬 孟天竹 张金波 等 强还原方法对退化设施蔬菜地土壤的修复 J 应用生态学报 2013 24 9 2619 2624 7 AGHABABAEIF RAIESI F HOSSEINPUR A The combined effects of earthworms and arbuscular mycorrhizal fungi on microbial biomass and enzyme activities in a calcareous soil spiked with cadmium J Applied Soil Ecology 2014 75 33 42 8 袁中友 有机肥及蚯蚓对高速公路损毁的土壤修复及类芦生长的响应 D 广州 华南农业大学 2013 9 SZCZECH M M Suppression of vermicompost against Fusarium wilt of tomato J Journal of Phytopathology 2001 147 155 161 10 柏彦超 周雄飞 赵学辉 等 蚓粪基质克服西瓜连作障碍的应用效果研究 J 中国农学通报 2011 27 8 212 216 11 徐仲楠 王冲 朱逴 等 蚯蚓粪与土壤复配比例对基质微生物性状及韭菜生长和品质的影响 J 植物营养与肥料学报 2019 25 3 519 524 12 王文锋 李春花 黄绍文 等 不同施肥模式对设施菜田土壤微生物量碳 氮的影响 J 植物营养与肥料学报 2016 22 5 1286 1297 13 ERIK J VAN H GABRIEL Z et al Changes in Bacterial and Ewukaryotic community structure after mass lysis of filamentous cyanobacteria associated with virus J Applied and Environmental Microbiology 1999 65 795 801 14 于英钗 王冲 孙梦实 等 蚯蚓 菌根互作对滨海盐碱土的改良作用 J 中国农业大学学报 2019 24 5 123 129 15 LE BAYON R C BINET F Earthworms change the distribution and availability of phosphorous in organic substrates J Soil Biology and Biochemistry 2006 38 2 235 246 16 HORTON T R BRUNS T D The molecular revolution in ectomycorrhizal ecology peeking into the black box J Molecular Ecology 2010 10 8 1855 1871 17 HUANG C Y A simulation model to evaluate the impacts of invasive earthworms on soil carbon dynamics J Ecological Modelling 2010 221 20 2447 2457 18 张宝贵 李贵桐 申天寿 威廉环毛蚯蚓对土壤微生物量及活性的影响 J 生态学报 2000 20 1 168 172 19 胡锋 王霞 李辉信 等 蚯蚓活动对稻麦轮作系统中土壤微生物量碳的影响 J 土壤学报 2005 42 6 965 969 20 LE COUTEULX A WOLF C HALLAIRE V et al Burrowing and casting activities of three endogeic earthworm species affected by organic matter location J Pedobiologia 2015 58 2 3 97 103 21 陶军 张树杰 焦加国 等 蚯蚓对秸秆还田土壤细菌生理菌群数量和酶活性的影响 J 生态学报 2010 30 5 1306 1311 22 郑宪清 李双喜 吕卫光 等 生物耕作对蔬菜田土壤养分及酶活性的影响 J 植物营养与肥料学报 2012 18 5 1177 1184 23 于会丽 徐国益 路绪强 等 微生物菌剂对连作西瓜土壤微环境及果实品质的影响 J 果树学报 2020 37 7 1025 1035 24 于建光 胡锋 李辉信 等 接种蚯蚓对加入不同植物残体土壤微生物特性的影响 J 土壤 2012 44 4 588 595 25 AIRA M SAMPEDRO L MONROY F et al Detritivorous eart