復合微生物菌劑對設施番茄土壤真菌群落的影響 葛芙蓉 1 吳思炫 2 郭煥茹 3 范雪蓮 3 1 寧波市北侖區(qū)農業(yè)技術推廣中心 浙江寧波 315800 2 寧波 北侖 中科海西產業(yè)技術創(chuàng)新中心 浙江省城市環(huán)境過程與污染控制重點實驗室 3 寧波市農業(yè)技術推廣總站 連作障礙已成為限制我國設施蔬菜生產的重 大問題 植物土傳病害是造成蔬菜連作障礙的最重 要原因之一 嚴重限制了蔬菜產業(yè)的發(fā)展 研究發(fā) 現(xiàn) 番茄連作降低了土壤細菌的豐富度和多樣性 導致土壤菌群失衡 番茄土傳病害發(fā)生與為害逐年 加劇 發(fā)病率一般高達 80 及以上 嚴重時造成絕 收 對番茄種植的可持續(xù)發(fā)展造成了巨大的影響 設施中番茄單一品種的不斷重復種植 導致出現(xiàn)土 壤鹽漬化加重 土壤中有害微生物增多等問題 防治土傳病害常采用的高溫悶棚等物理防治 措施對溫度要求嚴苛 藥物熏蒸等化學防治措施存 在食品與環(huán)境安全問題 微生物菌劑可分泌多種殺 菌物質 抗生素和植物生長激素 不僅可抑制植物 病原菌活動 還可促進植物生長和發(fā)育 提高植物 的抗病能力 微生物菌劑具有無污染 無毒害 高效 率等特點 將有益微生物以一定方式施入土壤中 可降低土壤中病原菌密度 減輕病害的發(fā)生 從而 克服連作障礙 高效多功能木霉菌具有防治土傳病害 減緩連 作障礙 促進作物生長 提高作物免疫力等特點 萎 縮芽孢桿菌具有解磷 解鉀 防治作物病害等功能 兩者聯(lián)合施用具有增效作用 可改良土壤理化性 狀 平衡土壤微生態(tài)環(huán)境 防治作物土傳真菌性病 害 消減連作障礙 提高農作物產量和品質 本試驗 以桃星番茄為試材 選用以高效多功能木霉菌和萎 縮芽孢桿菌為核心的復合微生物菌劑 通過高通量 測序技術分析番茄種植土壤微生物群落組成 以期 為該復合微生物菌劑在番茄生產上的應用提供理 論依據(jù) 1 材料與方法 1 1 供試番茄品種 供試品種為桃星 為日本瀧井種苗株式會社研 發(fā)的桃太郎系列番茄中的一員 果實粉紅色 1 2 供試復合微生物菌劑及施用 供試復合微生物菌劑為浙江道濟農業(yè)科技發(fā) 展有限公司和山東省科學院生態(tài)研究所聯(lián)合研發(fā) 的粉劑產品 以哈茨木霉菌和萎縮芽孢桿菌為核 摘 要 為了探究復合微生物菌劑對設施番茄根際土壤真菌群落的影響 以桃星番茄為試材 采用高通量測序技術 研究施用復合微生物菌劑對番茄根際土壤真菌群落的影響 試驗結果表明 施用復合微生物菌劑可提高番茄根際土 壤中鈣孢菌門 被孢霉門和子囊菌門的相對豐度 顯著增加土壤中有益真菌群落數(shù)量 關鍵詞 復合微生物菌劑 番茄 土壤真菌群落 中圖分類號 S641 2 文獻標識碼 A 文章編號 1001 3547 2025 08 0048 05 DOI 10 3865 j issn 1001 3547 2025 08 013 基金項目 浙江省 2023 2025 蔬菜產業(yè)技術團隊項目 大棚 蔬菜連作障礙治理技術示范 寧波市科技創(chuàng)新 2025 重 大專項 設施農業(yè)土壤連作障礙治理與提質增效技術研 發(fā)與應用 編號 2021Z047 寧波市農業(yè)技術推廣項目 優(yōu)質番茄品種引進與推廣 2019NT012 葛芙蓉 1984 女 本科 農藝師 主要從事蔬菜瓜果技術推 廣工作 E mail 274948296 范雪蓮 1980 女 通訊作者 碩士 高級農藝師 主要從 事蔬菜瓜果技術推廣工作 E mail 78060485 收稿日期 2024 12 11 2025 8 48 心 有效活菌數(shù) 2 0億 g 每667 m 2 施用復合微生 物菌劑10 kg與豆粕50 kg的混合物 1 3 設施栽培試驗設計 試驗在寧波市北侖區(qū)梅山街道碑塔村綠土蔬 果種植場 東經(jīng) 121 791 328 北緯 29 929 932 設 施大棚內進行 試驗地土壤pH值為8 02 有機質 16 00 g kg 總氮 1 4 g kg 速效磷 44 76 mg kg 銨態(tài) 氮9 69 mg kg 硝態(tài)氮3 05 mg kg 試驗地前作為甜 瓜 甜瓜采收后7 10月空閑 番茄于2021年10月 12日播種 11月17日定植 11月3日整地起壟 整 地時 每667 m 2 施入風干腐熟兔糞肥750 kg 硫酸鉀 型三元復合肥 N P K 15 15 15 25 kg 試驗采用8 m 標準大棚 棚內共5 壟 壟寬 90 cm 壟高 25 cm 溝 寬40 cm 雙行定植 株距40 cm 每667 m 2 定植2 100 株 試驗設2個處理 處理1為對照 CK 樣品編號 C4 C5 C6 不施用復合微生物菌劑 處理2于11月 3日施基肥時 每667 m 2 施入復合微生物菌劑10 kg 與豆粕50 kg的混合物 樣品編號C1 C2 C3 棚內 5壟以中間一壟為保護區(qū) 左邊為處理 1 右邊為處 理 2 3 次重復 共 6 個小區(qū) 小區(qū)面積 24 m 2 每小 區(qū)栽 76株 全生育期施肥 灌溉 病蟲害防治等管 理措施同常規(guī) 1 4 番茄根際土壤的收集及其菌落DNA提取 在番茄采收中期 2022 年 4 月 6 日 每小區(qū) 隨機選擇 5 株 在其根系附近表土及往下至 15 cm 處 分別取土混勻作為 1 個土樣 于 20 保存 根際土壤菌落 DNA 提取采用 FastDNA for Soil MP Biomedicals CA 美國 試劑盒 具體按照試 劑盒的操作說明進行 提取后用 100 L 滅菌水溶 解 利用 NanoDrop ND 2000 Thermo Scientific Wilmington DE 美國 測定 DNA 樣品濃度 并檢 測其質量 1 5 根際土壤真菌的高通量測序分析 在Illumina MiSeq平臺上通過高通量測序分析 番茄根際真菌群落組成 使用ITS區(qū)通用引物ITS1F 5 CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA 3 和 ITS2R 5 GCTGCGTTCTTCATCGATGC 3 對真菌進行擴 增 反向引物5 端加入6個不同堿基以區(qū)分不同樣 品 ITS 的擴增體系為 50 L 體系中包括 25 L Dream Taq Green PCR Master Mix 2X Thermo Scientific 美國 前后引物各1 L 20 mg mL BSA 0 5 L DNA 模板 1 0 L 滅菌水 21 L 每個樣品 重復 3 次 ITS 區(qū)域擴增 PCR 反應條件為 94 保 持 5 min 后設置 35 個循環(huán) 94 30 s 50 30 s 72 30 s 最后72 保持5 min PCR擴增產物用 1 瓊脂糖凝膠電泳鑒定和分離條帶 使用 DNA 膠 純化試劑盒 天根 中國 進行割膠純化回收 純化 過程按照回收試劑盒說明書進行操作 將純化后的 產物送測序公司進行文庫混合和 Illumina Hiseq 2500平臺測序 Novogene 北京 中國 1 6 數(shù)據(jù)分析 高通量數(shù)據(jù)分析 Illumina Hiseq 2500測序數(shù)據(jù) 使用QIIME 1 9 1 Quantitative Insights Into Microbial Ecology 平臺進行處理和分析 分析流程如下 結合 rRNA Gold數(shù)據(jù)庫利用VSEARCH工具對序列進行 嵌合體去除 高質量序列使用Open reference OTU picking策略 按照97 的序列相似度進行OTU劃 分 根據(jù)UNITE數(shù)據(jù)庫對OTU表進行真菌分類注 釋 去除單一序列的OTU 圖 1 不同處理土壤真菌在門水平上的相對豐度統(tǒng)計分析 注 a 為相對豐度前 10的菌門 b 為相對豐度排名 5 10 的菌門 C1 C2 C3為施用復合微生物菌劑的土壤樣品 C4 C5 C6為未施用復合微生物菌劑的土壤樣品 相 對 豐 度 2025 8 相 對 豐 度 49 2 結果與分析 2 1 不同處理土壤真菌在門水平上的相對豐度統(tǒng) 計分析 由圖1可知 不同處理土壤真菌群落在門水平 上排名前 10 的真菌種類相同 均為被孢霉門 Mortierellomycota 子囊菌門 Ascomycota 擔子 菌門 Basidiomycota 球囊菌門 Glomeromycota 鈣 孢 菌 門 Calcarisporiellomycota 壺 菌 門 Chytridiomycota 羅茲菌門 Rozellomycota 芽枝 菌門 Blastocladiomycota 毛霉菌門 Mucoromycota 和梳霉門 Kickxellomycota 其他為系統(tǒng)未鑒定出 的未知菌門 不同處理土壤樣品前 10 種真菌門相 對豐度之和均在真菌總量的76 以上 其中被孢霉 門 Mortierellomycota 是最大的優(yōu)勢菌門 分別占處 理 1 CK 和處理 2 土壤真菌總量的 50 76 和 61 39 對不同處理土壤樣品的主要優(yōu)勢菌門進行分 析發(fā)現(xiàn) 施用復合微生物菌劑后土壤真菌群落組成 結構發(fā)生明顯變化 處理2的土壤羅茲菌門 擔子 菌門 球囊菌門和壺菌門相對豐度明顯降低 分別 比處理 1 CK 降低 29 32 76 73 84 21 和 97 52 被孢霉門 子囊菌門和鈣孢菌門相對豐度 均有所增加 增幅為 20 94 255 28 其中 鈣孢 菌門增幅為255 28 施用的復合微生物菌劑中所 含的哈茨木霉菌和萎縮芽孢桿菌分別屬于子囊菌 門 Ascomycota 和厚壁菌門 Firmicutes 結果表 明 處理2土壤真菌群落中子囊菌門的含量明顯升 高 2 2 不同處理土壤真菌在屬水平上的相對豐度統(tǒng) 計分析 由圖2可知 不同處理土壤真菌群落在屬水平 上排名前 10 的真菌種類相同 均為被孢霉屬 Mortierella 錐蓋傘屬 Conocybe 糞盤菌屬 Ascobolus 枝頂孢屬 Acremonium 脈孢菌屬 Neurospora 小脆柄菇屬 Psathyrella 管柄囊霉 屬 Funneliformis 擬青霉屬 Simplicillium 假埃希 氏菌屬 Pseudallescheria 和孢霉屬 Chrysosporium 其他為系統(tǒng)未鑒定出的未知菌屬及相對豐度小于 0 01 的菌屬 不同處理土壤樣品前10種真菌屬相 對豐度之和均在真菌總量的 65 以上 其中被孢霉 屬 Mortierella 是最大優(yōu)勢菌屬 分別占處理1 CK 和處理2土壤真菌總量的50 74 和61 38 對不同處理土壤樣品的主要優(yōu)勢菌屬進行分 析發(fā)現(xiàn) 施用復合微生物菌劑后土壤真菌群落組成 結構發(fā)生明顯變化 其中 錐蓋傘屬 枝頂孢屬 脈 孢菌屬 小脆柄菇屬 管柄囊霉屬 擬青霉屬 假埃 希氏菌屬和孢霉屬相對豐度明顯降低 降幅為 48 47 99 55 被孢霉屬 糞盤菌屬相對豐度則有 所增加 前者增幅為20 97 后者增幅為115 12 3 討論與結論 3 1 討論 較高的土壤微生物多樣性通?？稍黾又参锷?量 并喚醒植物對土傳病害的免疫能力 促進植株生 長 研究發(fā)現(xiàn) 哈茨木霉LTR 2拌種可增加小麥根際 真菌群落的豐富度 萎縮芽孢桿菌 CAB 1 的胞外 抑菌蛋白可抑制多種植物病原真菌的生長 包括 圖 2 不同處理土壤真菌在屬水平上的相對豐度統(tǒng)計分析 注 a 為相對豐度前 20的菌屬 b 為相對豐度排名 6 20 的菌屬 C1 C2 C3為施用復合微生物菌劑的土壤樣品 C4 C5 C6為未施用復合微生物菌劑的土壤樣品 相 對 豐 度 2025 8 相 對 豐 度 50 尖孢鐮刀菌 Fusarium oxysporum 大麗輪枝菌 Verticillium dahliae 立枯絲核菌 Rhizoctonia solani 和灰葡萄孢菌 Botrytis cinerea 本研究利用 高通量測序檢測菌劑對土壤微生物群落的影響 結 果發(fā)現(xiàn)施用復合微生物菌劑后土壤中子囊菌門與 鈣孢菌門等的相對豐度均在較高水平 在屬水平 上 相比處理 1 CK 施用復合微生物菌劑的處理 孢霉屬和糞盤菌屬相對豐度增加 被孢霉是許多植物根系的內生真菌 它們可顯 著提高植物的生產力與抗脅迫能力 如長孢被孢霉 M elongata 作為內生真菌可促進楊樹的生長 并 調控宿主基因表達 高山被孢霉 M alpina 通過合成 花生四烯酸可提高宿主植物的耐受能力 此外 被 孢霉有提高酸性土壤 pH值的作用 其可分泌有機 酸 釋放土壤中的可溶性磷離子并螯合鋁離子 利 于改善酸性土壤的養(yǎng)分狀況 進而保護植物根系 促進植物生長 被孢霉屬真菌可通過影響土壤真菌 群落組成和豐度 間接改變土壤碳 氮的轉化能力 及其有效性 子囊菌門多數(shù)為腐生菌 對分解植物 殘體和降解土壤有機質具有重要作用 作為農田土 壤中重要的分解者 這些菌種有利于分解植物殘體 和降解秸稈殘留物 在養(yǎng)分循環(huán)方面起著重要作 用 土壤真菌群落優(yōu)勢菌門為子囊菌門 外源投入物 可顯著影響真菌門豐度 本研究中 被孢霉門和子囊 菌門是兩個土壤處理中相對豐度占比較大的優(yōu)勢菌 門 在施用復合微生物菌劑后 被孢霉門和子囊菌門 的相對豐度明顯升高 說明復合微生物菌劑的添加 提高了土壤中有益微生物群落數(shù)量 對土壤改良以 及植物生長起著不可或缺的促進作用 3 2 結論 施用復合微生物菌劑后 番茄根系土壤的真菌 群落種類與施用前變化不明顯 處理 1 CK 和處理 2的土壤在門 屬水平上排名前 10的優(yōu)勢真菌種類 相同 最大優(yōu)勢菌種在門水平和屬水平上分別為被 孢霉門和被孢霉屬 但真菌群落數(shù)量均發(fā)生變化 導致土壤真菌群落組成結構發(fā)生變化 結果表明 施用復合微生物菌劑可明顯增加土壤中有益微生 物的群落數(shù)量 有利于減輕土傳病害發(fā)生程度 可 促進植株生長 增強植株的抗病性 提高農作物的 產量及質量 參考文獻 1 劉世琦 蔬菜栽培學簡明教程 M 北京 化學工業(yè)出版社 2002 2 楊尚東 李榮坦 吳俊 等 番茄連作與輪作土壤生物學特 性及細菌群落結構的比較 J 生態(tài)環(huán)境學報 2016 25 1 76 83 3 劉松濤 李輝 李茜 不同栽培密度對雪蓮果產量的影響 J 安徽農學通報 2013 19 1 56 58 4 劉素慧 徐金強 秦旭 不同套蒜期對番茄根際土壤微生 物的影響 J 北方園藝 2018 12 76 83 5 楊文杰 汪李平 程菲 等 設施蔬菜連作障礙防治技術 J 長江蔬菜 2019 10 26 29 6 周向平 郭軍 王敏 等 生防菌劑對煙草主要土傳病害防 治效果研究 J 作物研究 2016 30 2 177 181 7 魏靖宇 王淼 劉慧芹 等 復合微生物菌劑在農業(yè)生產中 的應用 J 天津農林科技 2020 3 33 34 37 8 趙海紅 微生物肥料作用及其在蔬菜生產中的應用 J 黑 龍江農業(yè)科學 2011 1 51 53 9 高亞娟 草莓連作障礙土壤改良技術研究 D 揚州 揚州大 學 2013 10 Caporaso J G Kuczynski J Stombaugh J et al QIIME allows analysis of high throughput community sequencing data J Nature Methods 2010 7 335 336 11 Rognes T Flouri T Nichols B et al VSEARCH a versatile open source tool for metagenomics J Blank 2016 4 e2 584 12 McDonald D Price M N Goodrich J et al An improved greengenes taxonomy with explicit 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315800 2 Zhejiang Provincial Key Laboratory of Urban Environmental Process and Pollution Control Ningbo Beilun Zhongke Haixi Industry Technology Innovation Center 3 Ningbo Agricultural Technology Extension Station Abstract In order to explore the effects of compound microbial agent on the fungal community in the rhizosphere soil of facility tomato theeffects of the compound microbial agent on the fungal community in the rhizosphere soil of tomato were studied by using high throughput sequencing techniques with Taoxing tomato as the test material The results showed that therelative abundance of Calcarisporiellomycota Mortierellomycota and Ascomycota in the rhizosphere soil of tomato could be increased by applying the compound microbial agent and the number of beneficial fungal communities in the soil wassignificantly increased Key words Compound microbial agent Tomato Soil fungal community 通報 2020 47 1 140 150 17 席亞東 陳國華 謝丙炎 等 不同木霉菌株對辣椒疫霉 菌的防控作用 J 北方園藝 2016 21 115 119 18 涂璇 薛泉宏 張寧燕 等 辣椒疫病生防放線菌篩選及 其對辣椒根系微生物區(qū)系的影響 J 西北農林科技大學 學報 自然科學版 2007 35 6 141 146 19 Cai F Chen W Wei Z et al Colonization of Trichoderma harzianum strain SQR T037 on tomato roots and its relationship to plant growth nutrient availability and soil microflora J Journal of Plant Nutrition and Soil Science 2015 388 1 2 337 350 20 Ma J J Wang C Q Wang H D et al Analysis of the complete genome sequence of Bacillus atrophaeus GQJK17 reveals its biocontrol characteristics as a plant growth promoting rhizobacterium J BioMed Research International 2018 1 9 21 Mendes R Kruijt M Bruijn I et al Deciphering the rhizosphere microbiome for disease suppressive bacteria J Science 2011 332 6 033 1 097 1 100 22 扈進冬 吳遠征 魏艷麗 等 木霉拌種劑對小麥根際土 壤真菌群落多樣性的影響 J 山東科學 2019 32 1 46 51 23 Zhang X Li B Wang Y et al Lipopeptides a novel protein and volatile compounds contribute to the antifungal activity of the biocontrol agent Bacillus atrophaeus CAB 1 J Applied Microbiology and Biotechnology 2013 97 21 9 525 9 534 24 寧琪 陳林 李芳 等 被孢霉對土壤養(yǎng)分有效性和秸稈 降解的影響 J 土壤學報 2022 59 1 206 217 25 劉震 徐玉鵬 趙忠祥 等 不同年限苜蓿根際土壤細菌 群落的多樣性 J 江蘇農業(yè)科學 2020 48 8 184 188 26 燕紅梅 張欣鈺 檀文君 等 5 種植物根際真菌群落結構 與多樣性 J 應用與環(huán)境生物學報 2020 26 2 364 369 2025 8 52