植物提取物的抑菌活性及其对番茄连作土壤微生物多样性的影响研究

Guangxi is an important production base of vegetables, especially in the seasons of winter and spring. In recent years, the cultivation area and yield of tomato have dominated in Guangxi and the continuous-cropping of tomato causes the soil-borne diseases, such as bacterial wilt is increasing seriously. Although soil sterilization is a good method for preventing soil-borne diseases, however, the pollution of chemical fumigants also can not be ignored. Previous studies have shown that the microbial diversity and the quantity of soil bacteria decrease and fungi increase in the tomato continuous-cropping field. Meanwhile, the methanol extracts from lacquer trees and teas also showed significant inhibitory effects on Ralstonia solanacearum in tomato continuous-cropping field, respectively. Based on the principles of higher microbial diversity in soils can prevent the occurrence of soil-borne diseases, such as the bacterial wilt, and the usage of herbs only can avoid the pollution on soils from chemical fumigants. This project is aimed to study the antibacterial activity of water extracts from herbs, such as wormwood （Artemisia argyi）and calamus (Acorus calamus), etc. And process their effects on soil microbial diversity for screening higher antibacterial activities of herbs. Meanwhile, in order to offer a theory and technological support for building an environment-friendly in agriculture, the effects mechanism of herbs extracts on soil microbial diversity is also need to be analyzed.

广西是我国冬春蔬菜重要的生产基地之一，其中番茄的栽培面积和产量尤其占据着主导地位。但由于连年种植番茄，青枯病等土传病害发生日趋严重。尽管土壤消毒具有良好的防治效果，但至今效果最佳的化学消毒剂潜在的环境污染问题已不容忽视。本项目组的前期研究表明：番茄连作导致土壤细菌数量显著降低、真菌数量显著增加，而且土壤微生物多样性显著降低；同时还发现漆树、金秀清明茶等植物的甲醇提取物具有较强的青枯病菌抑菌活性。基于土壤微生物多样性高的土壤可有效防止诸如青枯病等土壤病害的发生，以及使用天然植物有助于降低环境污染的原理。本项目拟发挥广西丰富的植物资源优势，进一步以艾、菖蒲等草本植物为原料，研究它们水提取物的抑菌活性及其对土壤微生物多样性的影响，拟筛选出价廉、易得的高抑菌活性植物资源和解析植物提取物对土壤微生物多样性的影响机理，为构建环境友好型农业提供理论依据和技术支撑。

我国每年化学防治面积70亿亩次、农药使用量高达200多万吨，严重威胁着生态安全。本试验基于广西丰富的植物资源，采用煮沸和浸泡两种方式提取了7种植物的抑菌成分，并研究这些植物提取物对番茄青枯病和枯萎病病原菌的抑菌效果，并研究其对土壤生物学特性及微生物多样性的影响，研究发现：.（1）蛇床子、大黄、虎杖、薄荷4种植物在10g/L和15g/L浓度下，对番茄青枯病和枯萎病病原菌具有良好的抑菌效果；其中，15g/L蛇床子和大黄提取物的抑菌效果优于多菌灵1000倍液。同时，提取方法以煮沸法优于浸泡法。.（2）施用大黄提取物却能增加土壤可培养微生物数量，而且，植物提取物对土壤可培养微生物数量的影响效果优于化学农药多菌灵，表明：植物提取物比化学农药更有助于改良土壤，同时以大黄提取物效果最好。.（3）植物提取物处理能提高土壤中涉及碳、氮、磷循环的β—葡萄糖苷酶、氨肽酶、磷酸酶的活性；植物提取物比多菌灵更有助于提升土壤肥力、改良土壤，处理浓度以15g/L时效果为佳。.（4）15g/L的大黄和虎杖提取物比多菌灵更有助于提高番茄连作土壤MBC和土壤MBN。其中，浓度以15g/L的效果最佳。.（5）植物提取物和多菌灵均能不同程度地提高土壤细菌多样性、丰度和均匀度指数，而且效果优于多菌灵，尤其以浓度为100g/L的大黄效果最好。测序结果表明：植物提取物处理土壤中，除了不可培养的细菌属外，还发现具有Flavobacterium sp.，Chitinophagaceae bacteria、Pseudomonas sp.和Sphingomonas sp.等优势菌属；其中Pseudomonas sp.和Sphingomonas sp.被视为土壤中的有益微生物。.筛选具有抑菌活性的植物和构建适宜的提取方法，将有助于减少农药、化肥的用量，有利于保护生态环境。