香蕉-甘蔗轮作模式防控香蕉枯萎病的持续效果与土壤微生态机理(Ⅰ)

摘要

近年来,珠三角部分蕉农采用香蕉和甘蔗轮作防控香蕉枯萎病,并取得一定成效,我国古籍《广东新语》也有香蕉-甘蔗轮作的记载,但是关于该轮作模式的作用、效果及控病机理尚不明确.本文研究了连作香蕉地轮作不同年限甘蔗对香蕉枯萎病的控制作用,并从土壤微生态角度探讨其作用机理.试验设置4个处理:连作香蕉11年(CK)、香蕉连作地—甘蔗1年—香蕉1年(GZ1)、香蕉连作地—甘蔗2年—香蕉1年(GZ2)和香蕉连作地—甘蔗3年—香蕉1年(GZ3).研究轮作甘蔗不同年限对后茬香蕉枯萎病发病率的影响,同时通过测定土壤可培养微生物数量,并利用高通量测序技术分析土壤微生物结构,揭示轮作甘蔗影响后茬香蕉枯萎病发生的土壤微生态机制.结果表明,连作蕉地香蕉枯萎病发病率为49.15％,而轮作甘蔗1年后茬香蕉枯萎病发病率降至17.86％,轮作2年和3年甘蔗后茬香蕉枯萎病发病率仅为1.79％.土壤可培养细菌总数随着轮作甘蔗年限的增加而显著增加,可培养放线菌总数和尖孢镰刀菌则呈逐渐减少的趋势,真菌总数无显著变化.土壤细菌多样性指数随轮作甘蔗年限的增加而降低.假单胞菌目(Pseudomonadales)、浮霉菌目(Planctomycetales)、酸微菌目(Acidimicrobiales)和土壤红杆菌目(Solirubrobacterales)的细菌丰度呈随甘蔗种植年限增加而逐年增加的趋势,并与香蕉枯萎病发病率呈显著负相关关系.酸杆菌目(Acidobacteriales)、红螺菌目(Rhodospirillales)和军团菌目(Legionellales)的细菌丰度则呈随甘蔗种植年限逐年降低趋势,并与香蕉枯萎病发病率呈显著正相关.连作香蕉地轮作甘蔗,能够显著降低后茬香蕉枯萎病的发病率,并且随着甘蔗轮作时间年限的增加,发病率逐年降低.轮作甘蔗通过改变土壤微生物群落结构而间接影响尖孢镰刀菌的生存环境,从而降低香蕉枯萎病发病率,轮作2年甘蔗,即可达到显著控病效果.此结果与《广东新语》中关于香蕉-甘蔗轮作年限的记载一致.