辣椒-香蕉轮作联合生物有机肥减轻高发枯萎病蕉园连作障碍机制研究

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作物发生连作障碍与土壤微生态环境特别是土壤微生物群落结构息息相关,通过栽培管理等措施改善土壤微生物区系是减轻连作障碍的关键。本研究以高发枯萎病连作蕉园为研究对象,采用辣椒-香蕉轮作联合生物有机肥的方法,研究其减轻香蕉连作障碍的效果及机制,主要结果如下:(1)辣椒的根系分泌物、残体浸提液均对尖孢镰刀菌四号生理小种(FOC4)菌丝的生长具有抑制作用,其中20mg·mL-1根系分泌物和10%的残体浸提液抑制效果最明显,抑制率分别为20%和69.6%。(2)盆栽试验表明:辣椒残体对香蕉各部分生长具有促生作用;与香蕉残体相比,辣椒残体按2% (w/w)添加量加入到高病土(发病率60%)和低病土(发病率30%)中时,二者再植香蕉枯萎病的发病率和病情指数显著低于香蕉残体处理,低病土根际镰刀菌和高病土土体镰刀菌数量也显著低于香蕉残体处理;高病土根际、土体可培养假单胞菌的数量显著高于香蕉残体处理;且二者土壤pH、碱解氮和有效磷的含量也大于香蕉残体处理,高病土有效磷含量达显著差异;二者辣椒残体处理速效钾含量低于香蕉残体处理,且低病土中达极显著差异。(3)田间轮作辣椒后的土壤再植巴西蕉盆栽试验表明:轮作辣椒后的土壤对再植香蕉各部分生长具有促生作用;轮作辣椒后的土壤再植香蕉根际和土体可培养细菌、芽孢杆菌、放线菌、土体假单胞菌数量均显著大于连作香蕉土壤,且根际和土体可培养镰刀菌的数量低于连作处理;轮作土壤再植香蕉其土壤pH、有机质和有效磷含量均高于连作土壤,其中有效磷含量达显著差异,而速效钾含量则低于连作土壤。(4)轮作辣椒结束时:轮作辣椒配施生物有机肥处理(PB)根际土壤中与病原菌丰度显著负相关的芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、接合菌门(Zygomycota)的相对丰度显著高于连作香蕉配施普通有机肥处理(BO),而两个连作处理(BB、BO)根际厚壁菌门(Firmicutes)、土体壶菌门(Chytridiomycota)相对丰度显著大于轮作处理(PB、PO),且二者均与根际病原菌丰度显著正相关。通过TA克隆法鉴定出轮作辣椒和连作香蕉根际FOC4占镰刀菌属百分比,其中轮作配施普通有机肥处理(PO)最低(0%),轮作配施生物有机肥(PB)为1.25%,连作配施生物有机肥(BB)为20%,而连作配施普通有机肥处理(BO)最高(22.5%)。PB根际和土体可培养细菌、放线菌和假单胞菌数量均显著高于BO,根际可培养镰刀菌和土体可培养真菌数量也显著大于BO。PB 土壤pH、碱解氮和速效钾含量均显著高于BO。(5)轮作辣椒后再植香蕉结束时:PB处理再植香蕉根际酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度高于BO,而子囊菌门(Ascomycota)、厚壁菌门(Firmicutes)和担子菌门(Basidiomcota)的相对丰度则低于BO,其中根际担子菌门与病原菌的丰度显著正相关;同时,PB再植香蕉根际和土体镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度低于BO,而非致病性菌属如青霉属(Penicillium)、木霉属(Trichoderma )、假单胞菌属(Pseudomonas)及Aciditerrimonas属的相对丰度则高于BO。通过TA克隆法鉴定出再植香蕉根际FOC4占镰刀菌属百分比,其中PO最低(7.5%), PB、BB均为25%,而BO最高(42.5%)。PB根际镰刀菌、真菌及芽孢杆菌数量均显著高于BO,而根际放线菌数量显著低于BO, 土体各可培养微生物的数量低于BO,除镰刀菌外均达显著差异。PB处理再植香蕉土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷及速效钾含量均高于BO,且有效磷含量达显著差异。轮作辣椒后再植香蕉,轮作辣椒配施生物有机肥(PB)、轮作辣椒配施普通有机肥(PO)、连作香蕉配施生物有机肥(BB)及连作香蕉配施普通有机肥(BO)香蕉枯萎病的发病率分别为25%、36.7%、48.3%和73.3%,处理之间差异显著。
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