三七连作对土壤微生物的影响

邓晓冬

(广州市番禺区中心医院，广东 广州 511400)

三七是一种十分重要的药用植物又名田七、田三七、参七、参三七等， 为五加科(Araliaceae)人参属(Panax)多年生草本植物[1，2，3]，是我国重要中药材云南白药的主要原料[4，5]，在我国的西南部，特别是云南地区，已有400 多年的种植历史。 由于适合种植三七的土地稀少，因此，连作障碍已成为三七种植的主要限制，例如，导致种植三七的成本增加、三七的产量和质量下降等。 与连作相关的主要问题包括土壤微生物、理化性质和化感作用的变化。尽管连作存在许多问题，但最基本的问题包括促进土壤微生物群和多样性的不平衡、有益微生物的减少、致病性微生物和各种土传植物病害的富集。 更重要的是，连作相关各因素之间的相互作用进一步加剧了这些障碍的发生。 连作受到土壤微生物种类、数量和多样性的密切影响。 土壤微生物量、多样性和微生物群的变化直接影响作物的生长。 已有研究表明，土壤微生物群的变化是三七连作障碍的主要原因。

由于三七的种植面积有限，对三七连作效应的研究势在必行。 本研究探讨了三七连作对土壤微生物的影响，以期为三七连作障碍的防治提供参考。

1 材料与方法

试验于2019 年采集云南省文川自治州文山三七主产区已种植三七 1 年、3 年、5 年的土壤和未种植三七的土壤。 采样点主要为三七植株周围的土壤。 每个试验点的土壤采集3 次。 所有土壤样品均置于无菌袋中，每个样品置于4 ℃保存。

采用连续稀释平板计数法测定细菌、真菌和放线菌的数量。 制备了10-4-10-6 菌体、10-1-10-3 菌体、10-3-10-5放线菌体系列稀释液。 每个系列稀释液用0.2 ml 悬液分散在选择性琼脂培养基上，分别用含有牛肉提取物蛋白胨的培养基、玫瑰孟加拉培养基和高碘培养基进行分离。并将细菌、真菌和放线菌放置于28 ℃环境中孵育7 d，然后统计真菌数量，重复3 次。 微生物的差异用稀释法或平板法测定。 采用最大可能数(MPN)法对微生物进行计数，每个样本进行3 次计数。

对真菌进行鉴定并观察PDA 培养基中真菌菌落的形态特征。 利用PDA 培养基插入和贴片，在显微镜下观察菌丝和孢子形态，以确定真菌种类。

所有试验数据均使用Microsoft Excel 2016 进行管理。数据采用单因素方差分析和Duncan s 多重比较检验，采用IBM SPSS 统计软件16.0 进行分析。

2 结果与分析

2. 1 三七连作对土壤中微生物数量的影响

结果表明，三七连作对土壤中细菌，放线菌的数量影响显著，而对真菌的数量没有显著影响(表1)。 在未种植三七的土壤中细菌和放线菌的数量高于种植土壤中的数量，且连作土壤中细菌与放线菌的数量随连作年份先降低后升高。 三七连作土壤中真菌的数量低于未种植三七土壤中的数量。

表 1 不同栽培土壤微生物数量

2. 2 三七连作土壤中生理类群数量的影响

生理类群分析显示，未种植三七土壤与三七连作土壤生理类群数量存在差异(图1)。 已栽培三七的土壤中检测到的亚硝基菌、芳香分解菌、固氮菌、溶钾菌和溶磷菌数量均低于未种植三七的土壤。 且亚硝化菌、固氮菌和芳香分解菌的数量随着种植年限的延长明显降低，以亚硝化菌为例，种植1 年后其数量为未种植时的1/5，种植5 年后其数量仅为未种植时的1/12。 反硝化细菌的数量随三七连作年限的增加呈先上升后减少趋势，在已种植1 年数量达到最大值，而针对纤维分解菌，其数量在种植3 年达到最少。 尽管种植三七后溶钾菌和溶磷菌数量相对减少，但以上2 菌数量随种植年限的延长变化并不明显。

3 结论与讨论

土壤微生物最丰富的类群是细菌，细菌在土壤有机质和无机物的转化中起着重要作用。 细菌的多样性受到土壤条件、季节性植物和年龄的影响。

真菌是土壤有机质和腐殖质分解的主要成员，对土壤肥力有一定的影响。 此外，真菌的数量和组成也受到土壤中有机物质含量的影响。 放线菌门的成员在土壤中产生含氮和无氮的有机化合物，甚至可以分解土壤腐殖质。 放线菌与土壤肥力和植物病害防治密切相关。 本研究结果表明，三七连作对土壤中细菌，放线菌数量影响显著，而对真菌数量没有显著影响，细菌与放线菌的数量随连作年份先降低后升高趋势；三七连作土壤中检测到的亚硝基菌、芳香分解菌、固氮菌、溶钾菌和溶磷菌数量均低于未种植三七的土壤。

种植三七改变了土壤微生态，可能是三七释放有机质进入土壤，吸收土壤中存在的无机化合物，最终导致土壤结构、通风和生物活性的改变。 根系分泌物对土壤微生物有抑制或促进作用。 微生物之间、微生物与植物之间发生一系列从拮抗到协同的相互作用，导致土壤微生物群落结构发生变化。 土壤微生物群落结构的变化也引起了亚硝化细菌、固氮细菌、芳香分解细菌、纤维素分解细菌、解磷细菌和解钾细菌的变化。

连作对土壤的影响是复杂的，是由植物、土壤和微生物3 种复杂系统共同作用的结果。 三七连作土壤生态系统的变化导致三七生长受到抑制，产生连作障碍，如何通过恢复土壤微生物种群种类和数量，重建土壤平衡，减缓土壤障碍发生成为三七主产区需要面对的问题，应加大科研力度，促进三七产业的健康发展。