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摘要 本文研究了设施栽培的番茄连作模式下，基质和土壤中根际微生物组成及数量的变化。结果表明，设施番茄根际微生物中，细菌总数占绝对优势，放线菌次之，真菌数量最少。随着连作年数和茬数的增加，根际细菌、放线菌数量呈现下降趋势，真菌数量明显增加。
关键词 番茄；连作；根际微生物
中图分类号 S436.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）12-0080-01
Abstract In this paper，the composition and quantity of microorganisms in rhizosphere of tomato during continuous cropping were studied.The results showed that，the total number of bacteria in rhizosphere microorganisms of tomato was the highest，followed by actinomyces，and fungi were the least.With the increase of the continuous cropping years and stubble number，the number of rhizosphere bacteria and actinomycetes had decreased，and the number of fungi had increased significantly.
Key words tomato；continuous cropping；rhizosphere microorganism
番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是我國重要的设施蔬菜作物，2014年江苏省番茄设施栽培面积约5.53万hm2 [1]。设施栽培技术的发展有效解决了番茄周年均衡生产和市场供应的问题。但是在设施栽培模式下，茬口相对固定，难以实施倒茬。为了获取最好的经济效益，生产者在生产中往往采取错时栽培、连作栽培模式，容易造成土壤中有微生物构成的变化，产生连作障碍，影响蔬菜的产量和品质。
现代研究认为，植物根际微生物的变化是导致连作障碍的主要原因之一[2-5]。设施栽培中，土壤或基质一年四季均具有病原菌生长繁殖的适宜温湿度，使病原菌数量不断累积，同时设施栽培中化肥的过多使用也导致根际土壤理化环境的变化，影响了根际微生物的数量和组成，导致根际病原菌大量繁殖，有益微生物数量减少，从而使作物病害多发，产生连作障碍现象。本研究针对不同连作年限设施番茄根际微生物组成及数量的变化进行了初步分析，以期为连作障碍的防治技术和药剂的开发提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 试验材料。栽培基质及土壤样品采自吴中西山国家现代农业示范园区绿光农场蔬菜温室（表1）。连作基质及土壤均未经过土壤杀菌处理，样品采用五点法采集番茄根区5～10 cm处，装入无菌聚乙烯自封袋中，采回样品后即刻进行微生物的分离培养、鉴定。
1.1.2 试剂仪器。主要试剂：孟加拉红培养基、牛肉膏蛋白胨培养基、高氏Ⅰ号培养基，均为北京奥博星生物技术有限公司产品。主要仪器：UTP-313型电子天平（上海花潮电器有限公司）、HWS-12型电热恒温水浴锅（上海一恒试验设备有限公司）、JCS-600电子天平（凯丰集团有限公司）、YHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱（上海姚氏仪器设备厂）、LIDA921型精密pH计（上海理达仪器厂）、1J2003-04型立式压力蒸汽灭菌器筒（上海东亚压力容器制造有限公司）；超净工作台（苏州净化设备厂）、电热恒温两用箱（南京实验仪器厂）、BH-2型相差显微镜（日本OLYMPUS公司）。
1.2 试验方法
1.2.1 样品处理。采集的基质及土壤样品，保藏于4 ℃冰箱，准确称取10 g已过筛的土壤，于超净工作台下加入盛有90 mL无菌水的三角瓶中，振荡30 min，得10-1倍的样液。
1.2.2 微生物的分离培养。采用稀释平板法对真菌、放线菌和细菌进行分离和数量测定[6-7]。吸取10-1的样液1 mL，加入9 mL无菌水，得10-2稀释液，按上述方法依次稀释得10-3、10-4、10-5、10-6样品稀释液。分别涂布接种到孟加拉红、牛肉膏蛋白胨、高氏Ⅰ号的平板培养基上，按照真菌25 ℃、细菌30 ℃、放线菌28 ℃进行培养。
1.2.3 微生物的计数。接种平板培养3～5 d时，根据菌落的生长情况统计真菌、细菌、放线菌的数量，结合样品的稀释倍数，按照土壤微生物浓度（cfu/g）=（菌落平均计数×稀释倍数）/菌液加入量（mL）计算出样品中可培养真菌、细菌、放线菌的浓度。
2 结果与分析
2.1 连作对基质根际微生物的影响
以未栽培使用过的新基质为对照，对1～3年连作基质中的细菌、真菌和放线菌进行分离培养，菌落统计结果如图 1所示。可以看出，番茄栽培基质中普遍存在放线菌、细菌和真菌等微生物。但3种微生物的数量随着连作年限的增加，呈现出不同的变化趋势，在未栽培过番茄的新基质中，细菌的数量最多，达到7.86×107 cfu/g，占培养微生物数量的94.7%；放线菌数量次之，为4.03×106 cfu/g；真菌数量最少，为9.98×104 cfu/g。随着连作年限的增加，细菌和放线菌数量呈现下降趋势，连作3年的基质中细菌数量已经下降为6.24×106 cfu/g，放线菌数量下降到7.85×105 cfu/g，而真菌数量随连作年限的增加呈现明显的上升趋势，连作3年的基质中真菌数量为3.56×105 cfu/g，较对照新基质增加了1个数量级。 2.2 连作对土壤根际微生物的影响
以5年内无番茄栽培史的土壤为对照，对设施连作栽培番茄1～3、3～5、5～8年的土壤中的根际微生物进行了分离培养，结果如图2所示。
可以看出，在栽培连作番茄的土壤中，细菌数量明显高于放线菌、细菌和真菌等微生物的数量。随着连作年限的增加，根际微生物的总量有所下降，组成比例也发生了明显变化。连作5～8年后，细菌数量由对照土壤的1.73×107 cfu/g下降到1.62×106 cfu/g，真菌数量由3.69×104 cfu/g上升为2.89×105 cfu/g。在根际微生物构成中细菌数量的占比由94.3%下降到70.7%，而真菌的数量占比由0.2%增加到12.6%，同时放线菌的数量也呈现下降趋势。
3 结论与讨论
根际微生物的变化是造成作物连作障碍的重要因素。通过对设施番茄栽培基质和土壤中根际微生物的组成和数量分析表明，设施连作番茄根际微生物主要有细菌、放线菌和真菌，连作栽培初始阶段细菌数量和占比均最大，基质中达7.86×107 cfu/g，土壤中为1.73×107 cfu/g，占比在90%以上，放线菌次之、真菌最少。
通过比较发现，随着连作栽培年限的增加，番茄根际微生物的组成结构发生了变化，细菌在根际微生物构成中的占比下降，而真菌的数量占比呈上升趋势，可能是受番茄根系分泌物的影响，根际土壤环境发生了变化，从而导致了根际微生物中细菌、放线菌、真菌的數量和组成发生变化，根际土壤由细菌型向真菌型转变。同时，由于番茄致病菌中以真菌居多，根际土壤真菌的增多，也可能是番茄连作过程中真菌病害的发生，真菌性病源菌在土壤中的积累造成的，这种变化又反过来加重了番茄土传病害，从而导致了连作障碍的发生。
4 参考文献
[1] 曾晓萍，周军，曹光亮，等.江苏省设施蔬菜部分主要栽培品种[J].中国蔬菜，2014（1）：86-89.
[2] 侯慧，董坤，杨智仙，等.连作障碍发生机理研究进展[J].土壤，2016，48（6）：1068-1076.
[3] 陈天祥，孙权，顾欣，等.设施蔬菜连作障碍及调控措施研究进展[J].北方园艺，2016（10）：193-197.
[4] 武春成.日光温室黄瓜营养基质栽培延缓连作障碍发生的因素及调控措施探究[D].沈阳：沈阳农业大学，2015.
[5] 朱英.宁夏设施蔬菜连作障碍及综合防治技术研究[D].银川：宁夏大学，2014.
[6] 魏东盛.番茄灰霉生防菌的筛选、鉴定和生防机制初探[D].保定：河北农业大学，2002.
[7] 阮维斌，王敬国，张福锁，等.根际微生态系统理论在连作障碍中的应用[J].中国农业科技导报，1999（4）：53-58.
关键词 番茄；连作；根际微生物
中图分类号 S436.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）12-0080-01
Abstract In this paper，the composition and quantity of microorganisms in rhizosphere of tomato during continuous cropping were studied.The results showed that，the total number of bacteria in rhizosphere microorganisms of tomato was the highest，followed by actinomyces，and fungi were the least.With the increase of the continuous cropping years and stubble number，the number of rhizosphere bacteria and actinomycetes had decreased，and the number of fungi had increased significantly.
Key words tomato；continuous cropping；rhizosphere microorganism
番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是我國重要的设施蔬菜作物，2014年江苏省番茄设施栽培面积约5.53万hm2 [1]。设施栽培技术的发展有效解决了番茄周年均衡生产和市场供应的问题。但是在设施栽培模式下，茬口相对固定，难以实施倒茬。为了获取最好的经济效益，生产者在生产中往往采取错时栽培、连作栽培模式，容易造成土壤中有微生物构成的变化，产生连作障碍，影响蔬菜的产量和品质。
现代研究认为，植物根际微生物的变化是导致连作障碍的主要原因之一[2-5]。设施栽培中，土壤或基质一年四季均具有病原菌生长繁殖的适宜温湿度，使病原菌数量不断累积，同时设施栽培中化肥的过多使用也导致根际土壤理化环境的变化，影响了根际微生物的数量和组成，导致根际病原菌大量繁殖，有益微生物数量减少，从而使作物病害多发，产生连作障碍现象。本研究针对不同连作年限设施番茄根际微生物组成及数量的变化进行了初步分析，以期为连作障碍的防治技术和药剂的开发提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 试验材料。栽培基质及土壤样品采自吴中西山国家现代农业示范园区绿光农场蔬菜温室（表1）。连作基质及土壤均未经过土壤杀菌处理，样品采用五点法采集番茄根区5～10 cm处，装入无菌聚乙烯自封袋中，采回样品后即刻进行微生物的分离培养、鉴定。
1.1.2 试剂仪器。主要试剂：孟加拉红培养基、牛肉膏蛋白胨培养基、高氏Ⅰ号培养基，均为北京奥博星生物技术有限公司产品。主要仪器：UTP-313型电子天平（上海花潮电器有限公司）、HWS-12型电热恒温水浴锅（上海一恒试验设备有限公司）、JCS-600电子天平（凯丰集团有限公司）、YHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱（上海姚氏仪器设备厂）、LIDA921型精密pH计（上海理达仪器厂）、1J2003-04型立式压力蒸汽灭菌器筒（上海东亚压力容器制造有限公司）；超净工作台（苏州净化设备厂）、电热恒温两用箱（南京实验仪器厂）、BH-2型相差显微镜（日本OLYMPUS公司）。
1.2 试验方法
1.2.1 样品处理。采集的基质及土壤样品，保藏于4 ℃冰箱，准确称取10 g已过筛的土壤，于超净工作台下加入盛有90 mL无菌水的三角瓶中，振荡30 min，得10-1倍的样液。
1.2.2 微生物的分离培养。采用稀释平板法对真菌、放线菌和细菌进行分离和数量测定[6-7]。吸取10-1的样液1 mL，加入9 mL无菌水，得10-2稀释液，按上述方法依次稀释得10-3、10-4、10-5、10-6样品稀释液。分别涂布接种到孟加拉红、牛肉膏蛋白胨、高氏Ⅰ号的平板培养基上，按照真菌25 ℃、细菌30 ℃、放线菌28 ℃进行培养。
1.2.3 微生物的计数。接种平板培养3～5 d时，根据菌落的生长情况统计真菌、细菌、放线菌的数量，结合样品的稀释倍数，按照土壤微生物浓度（cfu/g）=（菌落平均计数×稀释倍数）/菌液加入量（mL）计算出样品中可培养真菌、细菌、放线菌的浓度。
2 结果与分析
2.1 连作对基质根际微生物的影响
以未栽培使用过的新基质为对照，对1～3年连作基质中的细菌、真菌和放线菌进行分离培养，菌落统计结果如图 1所示。可以看出，番茄栽培基质中普遍存在放线菌、细菌和真菌等微生物。但3种微生物的数量随着连作年限的增加，呈现出不同的变化趋势，在未栽培过番茄的新基质中，细菌的数量最多，达到7.86×107 cfu/g，占培养微生物数量的94.7%；放线菌数量次之，为4.03×106 cfu/g；真菌数量最少，为9.98×104 cfu/g。随着连作年限的增加，细菌和放线菌数量呈现下降趋势，连作3年的基质中细菌数量已经下降为6.24×106 cfu/g，放线菌数量下降到7.85×105 cfu/g，而真菌数量随连作年限的增加呈现明显的上升趋势，连作3年的基质中真菌数量为3.56×105 cfu/g，较对照新基质增加了1个数量级。 2.2 连作对土壤根际微生物的影响
以5年内无番茄栽培史的土壤为对照，对设施连作栽培番茄1～3、3～5、5～8年的土壤中的根际微生物进行了分离培养，结果如图2所示。
可以看出，在栽培连作番茄的土壤中，细菌数量明显高于放线菌、细菌和真菌等微生物的数量。随着连作年限的增加，根际微生物的总量有所下降，组成比例也发生了明显变化。连作5～8年后，细菌数量由对照土壤的1.73×107 cfu/g下降到1.62×106 cfu/g，真菌数量由3.69×104 cfu/g上升为2.89×105 cfu/g。在根际微生物构成中细菌数量的占比由94.3%下降到70.7%，而真菌的数量占比由0.2%增加到12.6%，同时放线菌的数量也呈现下降趋势。
3 结论与讨论
根际微生物的变化是造成作物连作障碍的重要因素。通过对设施番茄栽培基质和土壤中根际微生物的组成和数量分析表明，设施连作番茄根际微生物主要有细菌、放线菌和真菌，连作栽培初始阶段细菌数量和占比均最大，基质中达7.86×107 cfu/g，土壤中为1.73×107 cfu/g，占比在90%以上，放线菌次之、真菌最少。
通过比较发现，随着连作栽培年限的增加，番茄根际微生物的组成结构发生了变化，细菌在根际微生物构成中的占比下降，而真菌的数量占比呈上升趋势，可能是受番茄根系分泌物的影响，根际土壤环境发生了变化，从而导致了根际微生物中细菌、放线菌、真菌的數量和组成发生变化，根际土壤由细菌型向真菌型转变。同时，由于番茄致病菌中以真菌居多，根际土壤真菌的增多，也可能是番茄连作过程中真菌病害的发生，真菌性病源菌在土壤中的积累造成的，这种变化又反过来加重了番茄土传病害，从而导致了连作障碍的发生。
4 参考文献
[1] 曾晓萍，周军，曹光亮，等.江苏省设施蔬菜部分主要栽培品种[J].中国蔬菜，2014（1）：86-89.
[2] 侯慧，董坤，杨智仙，等.连作障碍发生机理研究进展[J].土壤，2016，48（6）：1068-1076.
[3] 陈天祥，孙权，顾欣，等.设施蔬菜连作障碍及调控措施研究进展[J].北方园艺，2016（10）：193-197.
[4] 武春成.日光温室黄瓜营养基质栽培延缓连作障碍发生的因素及调控措施探究[D].沈阳：沈阳农业大学，2015.
[5] 朱英.宁夏设施蔬菜连作障碍及综合防治技术研究[D].银川：宁夏大学，2014.
[6] 魏东盛.番茄灰霉生防菌的筛选、鉴定和生防机制初探[D].保定：河北农业大学，2002.
[7] 阮维斌，王敬国，张福锁，等.根际微生态系统理论在连作障碍中的应用[J].中国农业科技导报，1999（4）：53-58.