生态与农村环境学报 ›› 2015, Vol. 31 ›› Issue (5): 711-717.doi: 10.11934/j.issn.1673-4831.2015.05.015
杨桂丽,马琨,卢斐,魏常慧,代晓华
YANG Gu-ili, MA Kun, LU Fei, WEI Chang-hui, DAI Xiao-hua
摘要:
土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,长期连作严重影响了作物产量和品质,改变了土壤生态系统过程。试验以不同连作年限马铃薯和倒茬地根际土壤为材料,采用气相色谱和质谱联用技术以及群落水平生理活性(CLPPs)和磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法,对不同连作年限马铃薯根际土壤化学物质及微生物群落结构、功能进行研究。结果表明,连作马铃薯根际土壤乙酸乙酯浸提的酸、中、碱性相中都有含量高达50%左右的邻苯二甲酸二丁异酯和少量的顺式-14-二十九烯;和倒茬相比,长期连作根际土壤酯类、烯烃类和苯类物质都有明显的积累。随连作年限的延长,微生物群落利用碳源的能力呈现先增加后降低的趋势,连作4 a时最强;而连作10 a时微生物群落对主要碳源的利用能力总体较弱,以碳水化合物为碳源基质的微生物类群代谢能力显著降低;以碳水化合物、羧酸类化合物和氨基酸为代谢基质的微生物类群组成明显受到抑制。主要磷脂脂肪酸中,以C16:1、C16:0、C18:2ω6t、C18:1ω9c表征的PLFA 含量较高,不同类型的PLFA含量随连作时间的增加呈现出单峰型变化趋势,连作4 a时土壤微生物生物量最高;随着连作年限的增加,细菌/微生物群落生物量比值升高,而真菌/微生物群落生物量比值下降;倒茬种植明显改善了土壤主要微生物群落生物量及结构组成。长期连作产生的邻苯二甲酸二丁异酯及顺式-14-二十九烯积累,可能是导致马铃薯连作障碍的主要化感物质;这些化学物质显著改变了土壤微生物群落结构与功能,连作4 a可能是马铃薯连作栽培障碍的临界点。