Page 28 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2024年第1期

第43卷 第1期 华 中 农 业 大 学 学 报 Vol.43 No.1
2024年 1月 Journal of Huazhong Agricultural University Jan. 2024，22~30

酶和转化酶的活性，改善土壤耕层，即伴生栽培具有 除草灌溉、病虫害防治等按常规方法进行相同管理。
杨妲，庞师婵，李祖健，等.伴生栽培对主栽番茄植株根际土壤肥力及微生物多样性的影响［J］.华中农业大学学报，2024，43（1）：22⁃30.
［9］
DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.01.003 减轻番茄等作物发生连作障碍危害的作用 。但迄 伴生栽植的方式以番茄种植为中心，半径 10 cm 处环
今为止，番茄适宜地伴生作物，以及伴生栽培减轻番 形种植不同的伴生植物。
伴生栽培对主栽番茄植株根际土壤肥力 茄连作障碍的作用机制仍未得到完全解析。土壤酶 1.3 样品采集

活性、土壤微生物生物量等生物学性状指标以及土 番茄进入成熟采收期（2020 年 10 月 23 日）时，采
及微生物多样性的影响 壤微生物多样性具有敏感指示土壤肥力和健康状况 用“抖根法”采集番茄根际土壤：先用经 75% 乙醇消
的作用 ［10］ 。为此，本研究设置番茄伴生生菜、苋菜、 毒的铁锹疏松土壤，然后翻转种植桶，倒出整个番茄
杨妲 ，庞师婵 ，李祖健 ，宋静静 ，杨尚东 1 菜心、薄荷和葱的栽培模式，探究伴生不同作物对主 植株和土块，抖去番茄植株上的非根际土，然后收集
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1.广西大学农学院/植物科学国家实验教学示范中心，南宁 530004； 栽番茄根际土壤肥力及微生物多样性的影响，旨在 黏附在植株根系上的土壤，装入无菌袋，带回实验
2.广西南亚热带农业科学研究所，崇左 532415； 筛选适宜番茄的伴生作物；同时，进一步解析伴生栽 室。将根际土壤样品过 2 mm 筛后分为两部分：一部
3.广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室/北部湾大学海洋学院， 钦州 535011 培对土壤肥力与健康的作用机制，为构建番茄生态 分置于-80 ℃的冰箱，用于后续的微生物群落结构
栽培模式提供理论依据和技术支撑。 分析；另外一部分土壤样品放置于 4 ℃的冰箱，用于
摘要 为探究伴生不同作物对主栽番茄根际土壤肥力与健康影响的作用机制，设置番茄伴生生菜、苋菜、菜 分析土壤酶活性和微生物生物量。
心、薄荷和葱的栽培模式，基于高通量测序技术分析伴生不同作物栽培模式下主栽番茄根际土壤肥力及细菌、真 1 材料与方法 1.4 土壤理化性质测定
菌多样性。结果显示：除菜心外，其他 4种伴生作物均显著提高了主栽番茄植株根际土壤中涉及氮、磷循环的土
1.1 试验材料 参照文献［11］测定土壤理化性质，采用精密酸
壤酶活性以及微生物生物量碳、氮、磷；伴生栽培虽然没有丰富主栽番茄植株根际土壤中细菌、真菌多样性，但改 度计（PHS-3C）测定土壤 pH 值，采用重铬酸钾容量
变了主栽番茄植株根际土壤细菌、真菌优势门属间的丰度占比；门分类水平下，伴生管理均提高了变形菌门 主栽番茄品种为中研 868，中研益农种苗科技有 法测定有机质，采用半微量凯氏法测定全氮，采用钼
（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、Patescibacteria 细菌的丰度占比；属分类水平下，norank f Microscillace‑ 限公司选育；伴生作物菜心（Brassica chinensis var.
ae、 norank f norank o Vicinamibacterales、芽孢杆菌属（Bacillus）、norank f Gemmatimonadaceae、交替赤杆菌属 tsai-tai）品种为油青 31 号，广东兴宁市庆丰盈种子有 锑抗比色法测定全磷，采用火焰光度法测定全钾，采
（Altererythrobacter）细菌是番茄伴生不同作物中丰度占比前 10 的特有优势细菌属。此外，伴生栽培不同程度 限公司选育；伴生作物生菜（Lactuca sativa L.var.cap‑ 用钼蓝钼锑抗比色法测定有效磷，采用火焰光度法
测定速效钾，采用碱解扩散法测定碱解性氮。
地改变了主栽番茄植株根际土壤真菌多样性和丰富度，富集了壶菌门、担子菌门和油壶菌门优势真菌门； itata DC.）品种为特种生菜，聊城华煜农业科技有限
1.5 土壤生物学性状分析
同时富集了 unclassified o Sordariales、油壶菌属（Olpidium）和锥盖伞属（Conocybe）、Phialemonium、unclassi⁃ 公司选育；伴生作物薄荷（Mentha haplocalyx）品种为
fied o Pleosporales、 unclassified o Boletales 和 Sodiomyces 属等优势真菌属，亦提高了毛壳菌属（Chaetomium）的 采用 Hayano ［12］ 的方法测定 β-葡糖苷酶活性；采
香草薄荷，江苏百萌生态发展有限公司选育；伴生作
丰度占比。研究结果表明，番茄伴生栽培生菜、苋菜、薄荷和葱 4种植物均同程度地有助于不提高番茄根际土壤 用 Ladd ［13］ 的方法测定氨肽酶活性；参照文献［14］的
物葱（Allium schoenoprasum L.）品种为香葱，北京花
肥力和维护根际微环境土壤健康的作用，其中，伴生栽培生菜和薄荷提升土壤肥力及维护土壤健康的效果优于 方法测定磷酸酶活性。采用容量分析法 ［15］ 测定样品
儿朵朵花仙子农业有限公司选育；伴生作物苋菜
伴生菜心、苋菜和葱。 中微生物生物量碳含量；采用茚三酮比色法 ［16］ 测定
（Amaranthus tricolor Linn.）品种为台选圆叶红苋菜
关键词 番茄； 伴生栽培； 根际； 土壤肥力； 微生物多样性 样品中微生物生物量氮含量；采用磷钼蓝比色法 ［17］
262 ，广东兴宁市庆丰盈科种子有限公司选育。均购
中图分类号 S641.2 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2024）01-0022-09 测定样品微生物生物量磷含量。
自南宁市蔬菜种子市场。
1.6 数据统计分析
1.2 试验设计
番茄（Solanum lycopersicum L.）的经济价值和食 群落结构和组成。前人研究已证实，合理的伴生栽 试验数据的统计分析使用 Origin 2022 和 SPSS
2020年6-12月，在广西大学农学院蔬菜基地大
用价值都极高，具有丰富的维生素和矿物质等营养 培模式有助于减少土壤的病虫害，提高主栽作物的 26.0 进行，采用邓肯氏新复极差检验法进行多重比
物质，深受顾客的喜爱。随着我国蔬菜产业的专业化 抗逆性 ［5］ 。付彦祥等 ［6］ 的研究显示，与分蘖洋葱伴 棚（108°17′25"E，22°51′02"N）内进行试验。采用桶栽 较，并利用 I-sanger 云数据分析平台（由上海美吉生
方式（桶高 35 cm，半径 30 cm），每个桶分别装入 20 kg
和集约化发展，番茄规模化生产已初具雏形。当前， 生，能够使番茄根际土壤中微生物群落结构组成发 物医药科技有限公司提供）进行在线分析，细菌及真
土，试验共设3次重复。试验土壤采用赤红壤，理化性
番茄产区土壤由于长期的盲目施肥和不当管理，不仅 生改变，并提升番茄根际土壤间有益微生物的丰度 菌多样性以香农（Shannon）指数表示，细菌及真菌丰
状为：pH 5.71，有机质 8.42 g/kg，全氮 0.51 g/kg，全
水肥利用率低，而且土壤中氮、磷、钾等矿质元素富 占比；伴生栽培大蒜，可以改善番茄根际土壤肥力， 度以 Ace 和 Chao1 指数表示，计算 Alpha 多样性指
磷 0.67 g/kg，全钾 7.21 g/kg，有效磷 0.59 mg/kg，速 数，采用 R 软件 vegan 包绘图进行土壤微生物群落结
集而导致土壤盐渍化、酸化以及土传病害等连作障 减少土壤酸化程度和根际土壤根结线虫的数量，从 效钾 51.01 mg/kg，碱解氮 13.17 mg/kg。
［7］
碍日渐严重，严重制约了番茄产业的发展 ［1-3］ 。 而促进番茄果实品质的改善 ；伴生栽培大麦提高了 构分析。
试验共设置 7 个处理，处理 1：番茄伴生生菜（番
伴生栽培是利用植物间套作，即在主栽作物的 主栽番茄根际土壤的酶活性，改善了番茄土壤微生 2 结果与分析
茄/生菜，A）；处理 2：番茄伴生苋菜（番茄/苋菜，B）；
［8］
旁边种植伴生植物，不以收获伴生植物为目的的栽 物群落结构 ；伴生栽培葱、蒜、芹菜、小麦和箭筈豌
处理 3：番茄伴生菜心（番茄/菜心，C）；处理 4：番茄 2.1 伴生栽培对番茄植株根际土壤微生物生物量
［4］
培模式 。伴生栽培管理模式可以改变土壤微生物 豆 5种作物亦有助于提高黄瓜放线菌数量、碱性磷酸
伴生葱（番茄/葱，D）；处理 5：番茄伴生薄荷（番茄/薄 碳、氮、磷的影响
收稿日期： 2022 ⁃ 07 ⁃ 10 荷，E）；处理 6：番茄单作（F）；处理 7：空白土壤（G） ， 由图 1 可见，与番茄单作（处理 F）相比，番茄伴
基金项目：国家自然科学基金项目（31860547）；广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室（北部湾大学）自主基金项目（2019ZC01）；广西 不栽植任何作物。 生生菜（A）、苋菜（B）和薄荷（E）处理中，主栽番茄根
学位与研究生教育改革专项（JGY2021013）
番茄生长期间，根据番茄的需肥规律，基肥配施 际土壤微生物生物量碳显著高于单作，但番茄伴生
杨妲，E-mail：384567122@qq.com
通信作者： 宋静静，E-mail：songjing2345@ 163.com；杨尚东，E-mail：ysd706@gxu.edu.cn 于番茄移栽前，追肥从第一花序肥大期开始进行。 菜心和葱与番茄单作之间无显著差异（图 1Ⅰ）。可