半夏连作对土壤微生物区系的影响研究

金文进

（甘肃工业职业技术学院，甘肃 天水 741025）

早期研究证实，作物生长与土壤微生物活动密切相关[1]。因此，从根际土壤微生物角度去探究连作障碍原因，从而破解连作障碍应该是一个全新的办法。虽然对半夏连作障碍、半夏化感作用等的研究已有报道[2-4]，但迄今为止，对半夏连作土壤微生物区系变化的跟踪报道较少。文章对半夏连作根际微生物区系情况做了全面的分析研究，试图从根际微生物和生物生长相互关系的生态角度去分析造成连作障碍的原因。

1 材料和方法

1.1 样品处理

采自西和县何坝乡草坪村。于2019年8月12日分别从空白休闲地、大田种植头茬半夏、重茬半夏地，采用五点法取样，取5～15 cm处的土样1kg，混匀后，四分法留样500 g，装入密封袋，带回实验室处理后放冰箱待用。将研磨后的土样取10 g加入90 mL无菌水，震摇均匀配制成悬浮液，按照10倍梯度稀释法将上述悬浮液分别配制成102、103、104倍稀释液。

1.2 分析方法

采用稀释平板法分离土壤中的各类微生物，同时计数。将霉菌与酵母菌计数之和作为真菌数量。

分别用牛肉膏蛋白胨培养基、高氏1号培养基和马丁氏培养基来培养细菌、放线菌和真菌。硝化细菌、自生固氮菌、纤维素分解菌和氨化细菌分别用Stephenson培养液、Ashby无氮培养液、Hutchinson培养液和蛋白胨氨化培养液培养[5-7]。

其中，用土壤中细菌数量/土壤中真菌数量来计算B/F值。

1.3 微生物的接种与培养

取100 μL菌液均匀涂布在9 cm平板上，细菌在37℃下培养36 h；放线菌在28℃条件下培养5 d；真菌在28℃条件下培养7 d[8]。每天观察生长情况、计数，重复3次。

1.4 数据处理

采用SPSS13.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同种植对半夏土壤微生物区系的影响

从表1中可以看出，土壤中细菌和放线菌数量随连作茬次增加而呈现减少趋势，二者基本变化趋势是：CK＞正茬＞重茬。随着种植茬次的增加，土壤中真菌数量有明显上升趋势。微生物总量的变化趋势是：重茬＞正茬＞CK。即连作后土壤微生物总量有增加趋势。但B/F随着连作茬次的增加在逐渐减小，表明半夏连作土壤真菌数量逐渐增加，细菌数量逐渐减少。

2.2 半夏连作根际土壤主要微生物生理群数量分析

与对照相比，自生固氮菌在正茬时数量略有升高，到重茬时与正茬和对照相比，数量分别减少18.0%和16.79%，差异较显著。纤维素分解菌和氨化细菌数量均随连作茬次增加而减少。硝化细菌数量与对照相比，在正茬时有所下降，在重茬时有增加。基本变化是重茬＞CK＞正茬（见表2）。

表1 不同种植对半夏土壤微生物区系的影响Tab.1 Effects of different planting on soil microflora of Pinellia ternata

表2 不同种植对半夏根际土壤主要微生物生理群数量分析Tab.2 Quantity analysis of main microbial physiological groups in rhizosphere soil of Pinellia ternata under different planting conditions

3 讨论

3.1 半夏连作对根际土壤微生物区系的影响

半夏种植后土壤中细菌和放线菌的数量是CK＞正茬＞重茬，而真菌的数量则是重茬＞正茬＞CK。这一变化规律与专家在烟草、当归、地黄等中药材上的研究结果基本一致。也与马小奇和王觉对连作半夏土壤微生物研究结果一致[2,9]。微生物总量则是重茬＞正茬＞CK。真菌型土壤是地力衰竭的标志，一般细菌密度高的土壤，肥力也较强，本研究中B/F变小，说明半夏从正茬到重茬种植过程中逐渐形成了与对照不一致的土壤环境条件，促使土壤根际微生物的生长和活动发生了变化，土壤微生物由最初的以细菌为主向真菌为主转变。

3.2 连作对半夏根际土壤微生物生理群的影响

与对照相比，自生固氮菌含量正茬升高，重茬减少，说明种植半夏使土壤固氮能力有升高的趋势，但重茬种植使土壤中有效氮含量有降低趋势。研究证明植物根系分泌物中的酚酸类物质可以影响土壤功能微生物活性，抑制纤维素的分解，人参根系分泌物中已发现了酚酸类物质，由此可以推测，半夏根系分泌物中也有酚酸类物质，同时，随着连作这些酚酸类物质增多，它对纤维素分解菌有较强烈的抑制作用，导致土壤纤维素酶含量逐渐减少，但对根际土壤中硝化细菌生长起了促进作用，这些分泌物破坏了半夏根际原有的微生物群落及其结构平衡[4，10]。