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三种菌肥对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响

王义坤 孙琪然 段亚楠 王柯 陈学森 沈向 尹承苗 毛志泉

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三种菌肥对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响

    作者简介: 王义坤 E-mail: 981786999@qq.com;
    通讯作者: 尹承苗, E-mail:yinchengmiao@163.com ; 毛志泉, E-mail:mzhiquan@sdau.edu.cn

Effect of three microbial fertilizers on environmental improvement of apple replanted soil and growth of Malus hupehensis Rehd. seedlings

    Corresponding author: Cheng-miao YIN, E-mail:yinchengmiao@163.com ;Zhi-quan MAO, E-mail:mzhiquan@sdau.edu.cn
  • 摘要: 【目的】以平邑甜茶 (Malus hupehensis Rehd.) 幼苗为试材,在连作土盆栽条件下探讨了圆弧青霉D12、哈茨木霉、草酸青霉A1三种不同菌肥对其生长和土壤环境的影响,为研究苹果连作障碍的缓解措施提供理论依据。【方法】试验共设置5个处理:载体基质对照 (CK1)、连作土壤 (CK2)、连作土施加圆弧青霉D12菌肥 (T1)、连作土施加哈茨木霉菌肥 (T2)、连作土施加草酸青霉A1菌肥 (T3)。菌肥加入量按照连作土壤质量比的1.6%,在幼苗移栽前与连作土壤混合。于2017年8月份测定平邑甜茶生物量、土壤酚酸含量和土壤微生物等相关指标。【结果】与对照相比,施加三种菌肥后对平邑甜茶幼苗的生物量均有不同程度的促进作用,其中施加哈茨木霉 (T2) 和草酸青霉A1菌肥 (T3) 效果相对较好,其株高、地径、鲜重、干重较CK2分别增加53.3%、56.0%、40.6%、106.3%,53.3%、56.0%、40.9%、99.8%,施加载体基质 (CK1) 较连作对照 (CK2) 在鲜重、干重方面差别较小;施加三种菌肥后,土壤酶活性有显著性提高;其中圆弧青霉D12(T1)、哈茨木霉 (T2)、草酸青霉A1 (T3) 的中性磷酸酶活性分别为对照的1.60倍、1.74倍、1.65倍,施加三种菌肥处理的效果明显,与对照处理差异显著;施加三种菌肥均增加了土壤中细菌、放线菌的数量,较连作对照 (CK2),施加三种菌肥后细菌数量分别增加1.79、1.88、2.07倍,降低了土壤中腐皮镰孢菌的基因拷贝数,与连作处理 (CK2) 相比分别降低了63.3%、70.7%、73.2%;与连作土对照相比,施加三种菌肥后降低了土壤中酚酸物质的含量,其中根皮苷、根皮素分别降低了62.6%、64.9%、69.8%,77.9%、78.9%、78.3%。【结论】施加三种菌肥均可提高连作平邑甜茶幼苗的生物量、根系呼吸速率以及土壤酶活性,降低土壤腐皮镰孢菌的基因拷贝数,但施加草酸青霉A1和哈茨木霉效果更为显著,可作为减缓苹果连作障碍的良好防控措施。
  • 图 1  不同菌肥处理对平邑甜茶根系呼吸速率的影响

    Figure 1.  Effects of microbial fertilizers on root respiration rate of Malus hupehensis Rehd. seedlings

    图 2  不同菌肥处理对平邑甜茶土壤酶活性的影响

    Figure 2.  Effects of three kinds of fertilizer on soil enzyme activities

    图 3  不同菌肥处理对土壤中细菌和放线菌的影响

    Figure 3.  Bacteria and actinobacteria population of replanted soil after applied with microbial fertilizers

    图 4  不同菌肥处理对腐皮镰孢菌的实时荧光定量分析

    Figure 4.  Real-time quantitative analysis of Fusarium solani under different treatments

    表 1  不同菌肥处理对连作平邑甜茶幼苗生长和生物量的影响

    Table 1.  Effect of microbial fertilizers on growth and plant biomass of Malus hupehensis Rehd. seedlings

    处理
    Treament
    株高 (cm)
    Plant height
    地径 (mm)
    Ground diameter
    鲜重 (g/pot)
    Fresh weight
    干重 (g/pot)
    Dry weight
    T1 69.97 ± 2.74 b 9.54 ± 0.41 a 56.86 ± 1.20 a 26.36 ± 1.89 b
    T2 76.93 ± 1.84 a 9.94 ± 0.30 a 60.76 ± 2.43 a 33.56 ± 1.61 a
    T3 77.13 ± 0.84 a 9.94 ± 0.21 a 60.89 ± 0.84 a 32.50 ± 1.13 a
    CK1 57.87 ± 1.53 c 8.01 ± 0.19 b 46.06 ± 2.73 b 19.60 ± 0.74 c
    CK2 50.20 ± 2.00 d 6.37 ± 0.30 c 43.23 ± 2.07 b 16.27 ± 0.81 c
    注(Note):T1—圆弧青霉 D12 菌肥 Penicillium cyclopium D12 fertilizer; T2—哈茨木霉菌肥 Trichoderma harzianum fertilizer; T3—草酸青霉 A1 菌肥 Penicillium oxalicum A1 fertilizer; CK1—载体基质 The carrier of fertilizer; CK2—果园连作土壤 The apple replanted orchard soil; 数值后不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different letters in a column mean significant difference at the 0.05 level.
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    表 2  不同菌肥处理对平邑甜茶根系生长的影响

    Table 2.  Effect of microbial fertilizers on growth of Malus hupehensis Rehd. seedlings

    处理
    Treatment
    长度 (cm)
    Length
    表面积 (cm2)
    Surface area
    根体积 (cm3)
    Root volume
    根尖数
    Tips
    T1 1484.81 ± 114.28 b 707.03 ± 83.91 b 29.99 ± 6.04 bc 6736.33 ± 371.43 bc
    T2 1886.72 ± 205.94 a 987.40 ± 158.44 a 44.04 ± 9.03 ab 8218.67 ± 329.17 a
    T3 1907.14 ± 87.53 a 1081.49 ± 59.75 a 52.06 ± 3.61 a 7276.33 ± 108.27 ab
    CK1 1349.69 ± 40.49 b 575.43 ± 44.68 b 17.75 ± 2.92 cd 6671.67 ± 317.69 c
    CK2 558.74 ± 110.34 c 190.98 ± 40.51 c 5.20 ± 1.18 d 3141.00 ± 102.79 d
    注(Note):T1—圆弧青霉 D12 菌肥 Penicillium cyclopium D12 fertilizer; T2—哈茨木霉菌肥 Trichoderma harzianum fertilizer; T3—草酸青霉 A1 菌肥 Penicillium oxalicum A1 fertilizer; CK1—载体基质 The carrier of fertilizer; CK2—果园连作土壤 The apple replanted orchard soil. 数值后不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different letters in a column mean significant difference at the 0.05 level.
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    表 3  施用三种菌肥土壤酚酸含量

    Table 3.  Phenolic acid contents of soil applied with three microbial fertilizers

    处理
    Treament
    根皮苷 (mg/kg)
    Phloridzin
    根皮素 (mg/kg)
    Phloretin
    阿魏酸 (mg/kg)
    Ferulic acid
    咖啡酸 (mg/kg)
    Caffeic acid
    T1 0.175 ± 0.016 b 0.064 ± 0.004 b 0.292 ± 0.015 b 2.309 ± 0.101 b
    T2 0.164 ± 0.018 b 0.062 ± 0.003 b 0.249 ± 0.008 b 2.107 ± 0.214 b
    T3 0.141 ± 0.009 b 0.063 ± 0.003 b 0.339 ± 0.071 b 1.984 ± 0.438 b
    CK1 0.418 ± 0.026 a 0.292 ± 0.021 a 0.572 ± 0.015 a 3.305 ± 0.088 a
    CK2 0.466 ± 0.023 a 0.292 ± 0.051 a 0.707 ± 0.069 a 3.806 ± 0.102 a
    注(Note):T1—圆弧青霉 D12 菌肥 Penicillium cyclopium D12 fertilizer; T2—哈茨木霉菌肥 Trichoderma harzianum fertilizer; T3—草酸青霉 A1 菌肥 Penicillium oxalicum A1 fertilizer; CK1—载体基质 The carrier of fertilizer; CK2—果园连作土壤 The apple replanted orchard soil; 数值后不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different letters in a column mean significant difference at the 0.05 level.
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  • [1] 陈学森, 韩明玉, 苏桂林, 等. 当今世界苹果产业发展趋势及我国苹果产业优质高效发展意见[J]. 果树学报, 2010, 27(4): 598–604.
    Chen X S, Han M Y, Su G L, et al. Discussion on today’s world apple industry trends and the suggestions on sustainable and efficient development of apple industry in China[J]. Journal of Fruit Science, 2010, 27(4): 598–604.
    [2] Laurent A S, Merwin I A, Thies J E. Long-term orchard ground management systems affect soil microbial communities and apple replant disease severity[J]. Plant and Soil, 2008, 304(1/2): 209–225.
    [3] 朱丹, 张磊, 韦泽秀, 等. 菌肥对青稞根际土壤理化性质以及微生物群落的影响[J]. 土壤学报, 2014, 51(3): 627–637.
    Zhu D, Zhang L, Wei Z X, et al. Effects of bacterial manure on soil physicochemical properties and microbial community diversity in rhizosphere of highland barley[J]. Acta Pedologica Sinica, 2014, 51(3): 627–637.
    [4] 高琳娜. 生防细菌对连作障碍病菌的生物防治研究[J]. 煤炭与化工, 2013, 36(1): 43–46.
    Gao L N. Biocontrol effect of bacteria strains against replant disease[J]. Coal and Chemical Industry, 2013, 36(1): 43–46.
    [5] 葛诚. 微生物肥料生产应用基础[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 2000. 1–28.
    Ge C. Application basis of microbial fertilizer production [M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2000. 1–28.
    [6] 陈文新, 汪恩涛. 中国根瘤菌[M]. 北京: 科学出版社, 2011.
    Chen W X, Wang E T. Rhizobia China [M]. Beijing: Science Press, 2011.
    [7] 李保会, 李青云, 李建军, 等. 复合微生物菌肥对连作草莓产量和品质的影响[J]. 河北农业科学, 2007, 11(1): 15–17.
    Li B H, Li Q Y, Li J J, et al. Effects of compound biofertilizer on growth and development of replanted strawberry[J]. Journal of Hebei Agricultural Sciences, 2007, 11(1): 15–17.
    [8] Harman G E, Howell C R, Viterbo A, et al. Trichoderma species-opportunistic, avirulent plant symbionts[J]. Nature Reviews Microbiology, 2004, 2(1): 43–56.
    [9] Weindling R. Trichoderma lignorum as a parasite of other soil fungi[J]. Phytopathology, 1932, 22: 837–845.
    [10] 郭润芳, 刘小光, 高克祥, 等. 拮抗木霉菌在生物防治中的应用与研究进展[J]. 中国生物防治, 2002, 18(4): 180–184.
    Guo R F, Liu X G, Gao K X, et al. Progress in biocontrol research with Trichoderma[J]. Chinese Journal of Biological Control, 2002, 18(4): 180–184.
    [11] Reino J L, Guerrero R F, Hernandez-Galan R, et al. Secondary metabolites from species of the bideontrol agent Trichoderma[J]. Phytochemistry Reviews, 2008, 7(1): 89–123.
    [12] 毛志泉, 尹承苗, 陈学森, 等. 我国苹果产业节本增效关键技术Ⅴ: 苹果连作障碍防控技术[J]. 中国果树, 2017, (5): 1–4.
    Mao Z Q, Yin C M, Chen X S, et al. Prevention and control technology of apple replant disease[J]. China Fruits, 2017, (5): 1–4.
    [13] 张先富, 相立, 王艳芳, 等. 草酸青霉A1菌株的鉴定及对苹果4种镰孢病菌的拮抗作用[J]. 园艺学报, 2016, 43(5): 841–852.
    Zhang X F, Xiang L, Wang Y F, et al. Identification of Penicillium oxalicum A1 strain and antagonistic effects on four species of Fusarium pathogen of apple[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2016, 43(5): 841–852.
    [14] Huang L F, Song L X, Xia X J, et al. Plant-soil feedbacks and soil sickness: from mechanisms to application in agriculture[J]. Journal of Chemical Ecology, 2013, 39: 232–242.
    [15] Fiers M, Edel-Hermann V, Chatot C, et al. Potato soil-borne diseases: a review[J]. Agronomy for Sustainable Development, 2012, 32: 93–132.
    [16] Shipton P J. Monnculture and soil borne plant pathogens[J]. Annual Review of Phytopathology, 1977, 15: 387–407.
    [17] Li J P, Li M Q, Hui N N, et al. Population dynamics of main fungal pathogens in soil of continuously cropped potato[J]. Acta Prataculture Sinica, 2013, 22(4): 147–152.
    [18] 程丽娟, 薛泉宏. 微生物学实验技术[M]. 西安: 世界图书出版公司, 2000.
    Chen L J, Xue Q H. Microbiology laboratory technology [M]. Xi’ an: World Publishing Corporation, 2000.
    [19] 毛志泉, 王丽琴, 沈向, 等. 有机物料对平邑甜茶实生苗根系呼吸强度的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2004, 10(2): 171–175.
    Mao Z Q, Wang L Q, Shen X, et al. Effect of organic materials on respiration intensity of annual Malus hupehensis Rehd. root system[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2004, 10(2): 171–175.
    [20] 李家家, 相立, 潘凤兵, 等. 平邑甜茶幼苗与葱混作对苹果连作土壤环境的影响[J]. 园艺学报, 2016, 43(10): 1853–1862.
    Li J J, Xiang L, Pan F B, et al. Effects of Malus hupehensis seedlings and Allium fistulosum mixed cropping on replanted soil environment[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2016, 43(10): 1853–1862.
    [21] 关松荫. 土壤酶及其研究法[M]. 北京: 农业出版社,1986. 274–340.
    Guan Y M. Soil enzymes and their research methods [M]. Beijing: Agriculture Press, 1986. 274–340.
    [22] 尹承苗, 王功帅, 李园园, 等. 一种分析土壤中酚酸类物质含量的新方法—以连作苹果园土壤为试材[J]. 中国农业科学, 2013, 46(21): 4612–4619.
    Yin C M, Wang G S, Li Y Y, et al. A new method for analysis of phenolic acids in the soil: Soil from replanted apple orchards was investigated[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2013, 46(21): 4612–4619.
    [23] 赵秉强, 张福锁, 廖宗文, 等. 我国新型肥料发展战略研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2004, 10(5): 536–545.
    Zhao B Q, Zhang F S, Liao Z W, et al. Research on development strategies of fertilizer in China[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2004, 10(5): 536–545.
    [24] 唐艳领. 微生物肥在设施辣椒连作障碍克服中的应用研究[D]. 郑州: 河南农业大学硕士学位论文, 2014.
    Tang Y L. The application research on microbial fertilizer to overcome continuous cropping obstacle of pepper in protected production [D]. Zhengzhou: MS Thesis of Henan Agricultural University, 2014.
    [25] Shoresh M, Gary E H. The molecular basis of shoot responses of maize seedlings to Trichoderma harzianum T22 inoculation of the root: a proteomic approach[J]. Plant Physiology, 2008, 147(4): 2147–2163.
    [26] 李合生. 现代植物生理学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002.
    Li H S. Modern plant physiology [M]. Beijing: Higher Education Press. 2002.
    [27] Yu J Q, Matsui Y. Effects of root exudates of cucumber (Cucumis sativus) and allelochemicals on ion uptake by cucumber seedlings[J]. Journal of Chemical Ecology, 1997, 23(3): 817–827.
    [28] 赵萌, 李敏, 王淼焱, 等. 西瓜连作对土壤主要微生物类群和土壤酶活性的影响[J]. 微生物学通报, 2008, 35(8): 1251–1254.
    Zhao M, Li M, Wang M Y, et al. Effects of watermelon replanting on main microflora of rhizosphere and activities of soil enzymes[J]. Microbiology, 2008, 35(8): 1251–1254.
    [29] 张淑香, 高子勤. 连作障碍与根际微生态研究Ⅱ[J]. 应用生态学报, 2000, 11(1): 152–156.
    Zhang S X, Gao Z Q. Continuous cropping obstacle and rhizospheric microecologyⅡ[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2000, 11(1): 152–156.
    [30] Yim B, Smalla K, Winkelmann T. Evaluation of apple replant problems based on different soil disinfection treatments-links to soil microbial community structure[J]. Plant and Soil, 2013, 366(1–2): 617–631.
    [31] Zhang Y, Fan T, Jia W, et al. Identification and characterization of a Bacillus subtilis strain TS06 as bio-control agent of strawberry replant disease (Fusarium and Verticilium wilts)[J]. African Journal of Biotechnology, 2012, 11(3): 570–580.
    [32] 徐文凤. 环渤海湾地区重茬苹果园土壤真菌群落多样性及生防真菌的筛选[D]. 山东泰安: 山东农业大学硕士论文, 2011.
    Xu W F. Diversity analysis of soil fungi from Bohai Bay apple replanted orchard and the screening of the antagonistic fungi [D]. Tai’an, Shandong: MS Thesis of Shandong Agricultural University, 2011.
    [33] Ju R, Zhao Y, Li J, et al. Identification and evaluation of a potential biocontrol agent, Bacillus subtilis, against Fusarium sp. in apple seedlings[J]. Annals of Microbiology, 2014, 64(1): 377–383.
    [34] 王玫, 段亚楠, 孙申义, 等. 不同氮形态对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤尖孢镰孢菌数量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(4): 1014–1021.
    Wang M, Duan Y N, Sun S Y, et al. Effects of different nitrogen forms on the growth of replanted apple rootstock (Malus hupehensis Rehd.) seedlings and Fusarium oxysporum population[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2017, 23(4): 1014–1021.
    [35] 张宪武. 土壤微生物研究: 理论, 应用, 新方法[M]. 沈阳: 辽宁科学技术出版社, 1993, 13–24.
    Zhang X W. Soil microbial research: Theory, application, new method [M]. Shenyang: Liaoning Science and Technology Press: 1993, 13–24.
    [36] 万忠梅, 吴景贵. 土壤酶活性影响因子研究进展[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2005, 33(6): 87–92.
    Wan Z M, Wu J G. Study progress on factors affecting soil enzyme activity[J]. Journal of Northwest Sci-Tech University of Agriculture and Forestry (Natural Science Edition), 2005, 33(6): 87–92.
    [37] 李威, 程智慧, 孟焕文, 等. 轮作不同蔬菜对大棚番茄连作基质中微生物与酶及后茬番茄的影响[J]. 园艺学报, 2012, 39(1): 73–80.
    Li W, Cheng Z H, Meng H W, et al. Effect of rotating different vegetables on micro-biomass and enzyme in tomato continuous cropped substrate and after culture tomato under plastic tunnel cultivation[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2012, 39(1): 73–80.
    [38] 马冬云, 郭天财, 宋晓, 等. 尿素施用量对小麦根际土壤微生物数量及土壤酶活性的影响[J]. 生态学报, 2007, 27(12): 5222–5228.
    Ma D Y, Guo T C, Song X, et al. Effects of urea application rate on the quantity of microorganisms and activity of enzymes in wheat rhizosphere[J]. Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(12): 5222–5228.
    [39] 陈利军, 武志杰, 姜勇, 等. 与氮转化有关的土壤酶活性对抑制剂使用的响应[J]. 应用生态学报, 2002, 13(9): 1099–1103.
    Chen L J, Wu Z J, Jiang Y, et al. Response of N transformation related soil enzyme activities to inhibitor applications[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2002, 13(9): 1099–1103.
    [40] 孔垂华, 胡飞. 植物化感相生相克作用及其应用[M]. 北京: 中国农业出版社, 2001. 30–42.
    Kong C H, Hu F. Allelopathic allelopathy and its application [M]. Beijing: China Agriculture Press, 2001. 30–42.
    [41] 张江红. 酚类物质对苹果的化感作用及重茬障碍影响机理的研究[D]. 山东泰安:山东农业大学博士学位论文, 2005.
    Zhang J H. Allelopathic effect of phenolics and its role on apple replant disease mechanism [D]. Taian, Shandong: PhD Dissertation of Shandong Agricultural University, 2005.
    [42] Kummeler M. Investigations into the causes of soil sickness in fruit trees. Part I. Influence of soil treatment and soil sickness on vegetative growth of Bittenfelder seedling[J]. Erwerbsobstbau, 1981, 23(7): 162–168.
  • [1] 王玫段亚楠孙申义相立王功帅陈学森沈向尹承苗毛志泉 . 不同氮形态对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤尖孢镰孢菌数量的影响. 植物营养与肥料学报, 2017, 25(4): 1014-1021. doi: 10.11674/zwyf.16457
    [2] 尹承苗陈学森沈向张兆波孙海兵毛志泉* . 不同浓度有机物料发酵流体对连作苹果幼树生物量及土壤环境的影响. 植物营养与肥料学报, 2013, 21(6): 1450-1458. doi: 10.11674/zwyf.2013.0620
    [3] 吴凤芝孟立君王学征 . 设施蔬菜轮作和连作土壤酶活性的研究. 植物营养与肥料学报, 2006, 14(4): 554-558. doi: 10.11674/zwyf.2006.0416
    [4] 邓阳春黄建国 . 长期连作对烤烟产量和土壤养分的影响. 植物营养与肥料学报, 2010, 18(4): 840-845. doi: 10.11674/zwyf.2010.0409
    [5] 王进闯王敬国 . 大豆连作土壤线虫群落结构的影响. 植物营养与肥料学报, 2015, 23(4): 1022-1031. doi: 10.11674/zwyf.2015.0422
    [6] 刘素慧刘世琦张自坤尉辉张宇马琳杨晓建窦娟 . EM对连作大蒜根际土壤微生物和酶活性的影响. 植物营养与肥料学报, 2011, 19(3): 718-723. doi: 10.11674/zwyf.2011.0302
    [7] 蔡红光米国华陈范骏张秀芝高强 . 东北春玉米连作体系中土壤氮矿化、残留特征及氮素平衡. 植物营养与肥料学报, 2010, 18(5): 1144-1152. doi: 10.11674/zwyf.2010.0515
    [8] 袁玉娟胡江凌宁仇美华沈其荣杨兴明 . 施用不同生物有机肥对连作黄瓜枯萎病防治效果及其机理初探. 植物营养与肥料学报, 2014, 22(2): 372-379. doi: 10.11674/zwyf.2014.0213
    [9] 范伟国杨洪强 . 不同基质对平邑甜茶幼树生长、根系形态与营养吸收的影响 . 植物营养与肥料学报, 2009, 17(4): 936-941. doi: 10.11674/zwyf.2009.0430
    [10] 蔡晓布钱成张永青薛会英陈芝兰普琼 . 秸秆还田对西藏中部退化土壤环境的影响. 植物营养与肥料学报, 2003, 11(4): 411-415. doi: 10.11674/zwyf.2003.0406
    [11] 刘利欧志锋姜远茂魏绍冲 . 钼对苹果砧木平邑甜茶幼苗硝态氮吸收、转化及分配的影响. 植物营养与肥料学报, 2015, 23(3): 727-733. doi: 10.11674/zwyf.2015.0320
    [12] 刘强高华君宋海星杨洪强杜方岭荣湘民赵海洲彭建伟谢桂先张振华 . 平邑甜茶幼苗生长过程中精氨酸和一氧化氮水平的变化 . 植物营养与肥料学报, 2008, 16(4): 774-778. doi: 10.11674/zwyf.2008.0424
    [13] 张乔丽戚亚平邵微高利梅姚允聪姬谦龙 . 苹果发酵液对Fe2+的螯合能力及对缺铁平邑甜茶幼苗的影响. 植物营养与肥料学报, 2013, 21(2): 517-522. doi: 10.11674/zwyf.2013.0230
    [14] 吕卫光沈其荣余廷园诸海涛 . 酚酸化合物对土壤酶活性和土壤养分的影响. 植物营养与肥料学报, 2006, 14(6): 845-849. doi: 10.11674/zwyf.2006.0615
    [15] 崔雯雯宋全昊高小丽贾志宽 . 糜子不同种植方式对土壤酶活性及养分的影响. 植物营养与肥料学报, 2015, 23(1): 234-240. doi: 10.11674/zwyf.2015.0126
    [16] 徐少卓王晓芳陈学森沈向尹承苗毛志泉 . 高锰酸钾消毒后增施木霉菌肥对连作土壤微生物环境及再植平邑甜茶幼苗生长的影响. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(5): 1285-1293. doi: 10.11674/zwyf.17459
    [17] 王功帅马子清潘凤兵田长平陈杰王金政陈学森尹承苗毛志泉 . 连作对土壤微生物及平邑甜茶幼苗氮吸收、分配和利用的影响. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(3): 481-488. doi: 10.11674/zwyf.18095
    [18] 王玫徐少卓刘宇松张素素张红陈学森王艳芳毛志泉 . 生物炭配施有机肥可改善土壤环境并减轻苹果连作障碍. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(1): 220-227. doi: 10.11674/zwyf.17073
    [19] 陈昱张福建杨有新王强王丰吴才君 . 伴生芹菜和紫背天葵对连作豇豆生长发育及根际土壤环境的影响. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(5): 1406-1414. doi: 10.11674/zwyf.18006
    [20] 毛志泉王丽琴沈向束怀瑞邹岩梅 . 有机物料对平邑甜茶实生苗根系呼吸强度的影响. 植物营养与肥料学报, 2004, 12(2): 171-175. doi: 10.11674/zwyf.2004.0212
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-30
  • 刊出日期:  2019-04-01

三种菌肥对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响

    作者简介:王义坤 E-mail: 981786999@qq.com
    通讯作者: 尹承苗, yinchengmiao@163.com
    通讯作者: 毛志泉, mzhiquan@sdau.edu.cn
  • 1. 山东农业大学园艺科学与工程学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安 271018
  • 2. 中国农业大学园艺学院,北京 100193

摘要: 目的以平邑甜茶 (Malus hupehensis Rehd.) 幼苗为试材,在连作土盆栽条件下探讨了圆弧青霉D12、哈茨木霉、草酸青霉A1三种不同菌肥对其生长和土壤环境的影响,为研究苹果连作障碍的缓解措施提供理论依据。方法试验共设置5个处理:载体基质对照 (CK1)、连作土壤 (CK2)、连作土施加圆弧青霉D12菌肥 (T1)、连作土施加哈茨木霉菌肥 (T2)、连作土施加草酸青霉A1菌肥 (T3)。菌肥加入量按照连作土壤质量比的1.6%,在幼苗移栽前与连作土壤混合。于2017年8月份测定平邑甜茶生物量、土壤酚酸含量和土壤微生物等相关指标。结果与对照相比,施加三种菌肥后对平邑甜茶幼苗的生物量均有不同程度的促进作用,其中施加哈茨木霉 (T2) 和草酸青霉A1菌肥 (T3) 效果相对较好,其株高、地径、鲜重、干重较CK2分别增加53.3%、56.0%、40.6%、106.3%,53.3%、56.0%、40.9%、99.8%,施加载体基质 (CK1) 较连作对照 (CK2) 在鲜重、干重方面差别较小;施加三种菌肥后,土壤酶活性有显著性提高;其中圆弧青霉D12(T1)、哈茨木霉 (T2)、草酸青霉A1 (T3) 的中性磷酸酶活性分别为对照的1.60倍、1.74倍、1.65倍,施加三种菌肥处理的效果明显,与对照处理差异显著;施加三种菌肥均增加了土壤中细菌、放线菌的数量,较连作对照 (CK2),施加三种菌肥后细菌数量分别增加1.79、1.88、2.07倍,降低了土壤中腐皮镰孢菌的基因拷贝数,与连作处理 (CK2) 相比分别降低了63.3%、70.7%、73.2%;与连作土对照相比,施加三种菌肥后降低了土壤中酚酸物质的含量,其中根皮苷、根皮素分别降低了62.6%、64.9%、69.8%,77.9%、78.9%、78.3%。结论施加三种菌肥均可提高连作平邑甜茶幼苗的生物量、根系呼吸速率以及土壤酶活性,降低土壤腐皮镰孢菌的基因拷贝数,但施加草酸青霉A1和哈茨木霉效果更为显著,可作为减缓苹果连作障碍的良好防控措施。

English Abstract

  • 中国传统优势栽培地区的苹果园大部分已进入衰老期,其中20年以上树龄果园占20%,每年面临2~3.33万hm2的果园更新任务[1]。老果园更新换代难免发生连作障碍,苹果连作会造成幼树树体生长势变弱、病虫害加剧、产量降低、果实品质下降等问题,造成严重的经济损失[2]。因此,研究减轻苹果连作障碍技术对于苹果产业可持续发展具有重要意义。目前,菌肥等生物防治措施因环保、改良土壤效果明显、更易商业化等优点正被逐步应用于防治各类土传病害[34]

    微生物肥料又称生物肥料、菌肥或接种剂,是以微生物生命活动及其产物促进农作物得到特定肥料效应的微生物活体制品[5]。1895 年德国科学家Noble研发出世界上最早的微生物肥料“Nitragin”根瘤菌接种剂专利产品[6],从此微生物肥料逐渐进入农业生产活动。有研究表明菌肥可以明显促进连作条件下草莓的营养生长,提高草莓产量和果品质量[7]。菌肥主要是依靠大量的有益微生物来抑制土壤中有害微生物的活动,从而改善连作土壤的微生物群落结构,为植物提供有利的生长环境。

    随着科技的不断进步,人们对有益微生物的研究越来越透彻。木霉 (Trichoderma spp.) 作为一种植物根际促生菌,是自然界普遍存在的土壤习居真菌[8]。自1932年Weindling[9]发现木素木霉对植物病原真菌具有拮抗作用以来,木霉已成为植病生防学家的重点研究对象[10]。据统计,木霉在体外或体内至少对18个属29种病原真菌表现出拮抗作用[11]。苹果连作土壤中添加圆弧青霉D12菌肥可以很好地改善苹果连作土壤微生物区系,增加平邑甜茶幼苗根系活力和生物量[12]。草酸青霉A1 菌肥在盆栽试验条件下能显著促进平邑甜茶幼苗的生长,且对连作土壤中有害真菌尖孢镰孢菌有很好的抑制作用,说明草酸青霉A1 菌肥能在一定程度上减轻苹果连作障碍[13]。前人研究表明[1417],细菌型土壤向真菌型土壤的转变和根际微生物群落结构的显著改变是连作障碍产生的主要原因,连作可导致根际微生态环境恶化以及土壤微生物区系的失衡并诱发土传病害,特别是真菌型土传病害,造成了连作系统下作物的大幅度减产。

    本试验在前人研究以及本课题组研究的基础上,将圆弧青霉D12、哈茨木霉、草酸青霉A1三种拮抗真菌制成菌肥,以苹果常用砧木平邑甜茶 (Malus hupehensis Rehd.) 为材料,在盆栽条件下研究了圆弧青霉D12、哈茨木霉、草酸青霉A1三种菌肥对连作土壤环境和平邑甜茶幼苗生长发育的影响,以期为有效缓解苹果连作障碍提供理论依据。

    • 试验于2017年3—10月在山东农业大学国家苹果工程实验中心进行。连作土壤采自于山东省泰安市满庄滩清湾30年生苹果园,在距树干80 cm、深5—40 cm的区域多点随机取土,混匀。园土为砂土,有机质含量为9.3 g/kg、硝态氮13.23 mg/kg、铵态氮4.11 mg/kg、速效钾108.86 mg/kg、速效磷9.28 mg/kg,土壤pH为5.51。

      试验材料为平邑甜茶实生苗。将其种子与细沙混匀,2017年1月于4℃左右层积30天,待种子萌动露白后在育苗盘中播种育苗。至幼苗长到6片真叶时移栽到外径29 cm、内径25 cm的泥瓦盆中进行盆栽试验。

      试验所用菌肥,由本实验室提供菌株,德州创迪微生物资源有限公司负责制作菌肥。试验设置5个施肥处理:圆弧青霉D12菌肥 (T1)、哈茨木霉菌肥 (T2)、草酸青霉A1菌肥 (T3)、载体基质对照 (CK1)、连作土壤对照 (CK2),菌肥加入量为连作土壤质量比的1.6%,连作土壤与菌肥混合,每个处理设置20盆重复,共100盆,每盆定植2株长势基本一致的幼苗,正常肥水管理。

    • 生长指标:2017年8月19日取样,每个处理随机选取3株植株,用水洗净,测定株高、地径、鲜质量。用专业版WinRHIZO(2007年版) 根系分析系统对各处理根系样品图像进行扫描分析,记录幼苗根系长度、总体积和总表面积等根系构型参数。待指标测定完成后烘干,测定其干质量。

      土壤微生物数量测定:采用稀释平板培养计数法[18]。取10 g新鲜过筛土壤加到盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,封口并将其放在摇床振荡10 min,待土壤充分散开混匀后,静止20~30 s,即为10倍稀释液,用移液枪吸取1 mL稀释液至盛有9 mL无菌水的试管中,振荡摇匀,即为100倍稀释液,依次类推,每次更换枪头连续稀释,则制成10–1、10–2、10–3、10–4、10–5倍土壤稀释液。细菌培养采用牛肉膏蛋白胨培养基,放线菌培养采用改良高氏培养基。

      根系呼吸速率:取幼苗根系上的新鲜白根,采用Oxytherm氧电极 (Hansatech公司,英国) 测定根系呼吸速率,参照毛志泉等[19]的方法。

      实时荧光定量 (qPCR):取0.5 g过筛的新鲜土壤,按E.Z.N.A.®土壤DNA提取试剂盒操作步骤提取DNA,采用CFX96TMThermal Cycler (Bio-Rad) 对土壤中腐皮镰孢菌的基因拷贝数进行实时荧光定量分析,参照李家家等[20]的方法。

      土壤酶活性:参照关松荫[21]的方法。脲酶活性测定采用比色法,以24 h后1g土壤中NH3-N的质量 (mg) 表示脲酶活性,用mg/(g·d) 表示。过氧化氢酶测定采用容量法,以1g土壤的0.1 mol/L高锰酸钾的毫升数表示过氧化氢酶活性,用mL/g表示。磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法,以1 g土壤的酚毫克数表示磷酸酶活性,用mg/(g·d) 表示。蔗糖酶活性测定采用比色法,以24 h后1 g土壤中葡萄糖的质量 (mg) 表示蔗糖酶活性,用mg/(g·d) 表示。

      土壤酚酸测定:采用ASE-HPLC测定方法[22]

    • 试验数据采用Microsoft Excel 2003进行计算和作图,差异显著性通过SPSS 19.0软件的邓肯氏新复极差法检测。

    • 表1可知,施加三种菌肥均使平邑甜茶幼苗的地径、鲜质量指标较连作对照 (CK2) 分别增加49.8%、56.0%、56.0%,31.5%、40.6%、40.9%,达到显著性差异;施加哈茨木霉 (T2)、草酸青霉A1 (T3) 株高、干重指标较连作对照分别增加了53.3%、53.3%和106.3%、99.8%,达到显著性差异;施加圆弧青霉D12(T1) 较连作对照分别增加39.4%、62.0%;施加载体基质处理 (CK1) 较连作对照 (CK2) 在株高、地径、鲜重、干重指标分别增加15.3%、25.7%、6.5%、20.5%,与连作对照差异较小。

      处理
      Treament
      株高 (cm)
      Plant height
      地径 (mm)
      Ground diameter
      鲜重 (g/pot)
      Fresh weight
      干重 (g/pot)
      Dry weight
      T1 69.97 ± 2.74 b 9.54 ± 0.41 a 56.86 ± 1.20 a 26.36 ± 1.89 b
      T2 76.93 ± 1.84 a 9.94 ± 0.30 a 60.76 ± 2.43 a 33.56 ± 1.61 a
      T3 77.13 ± 0.84 a 9.94 ± 0.21 a 60.89 ± 0.84 a 32.50 ± 1.13 a
      CK1 57.87 ± 1.53 c 8.01 ± 0.19 b 46.06 ± 2.73 b 19.60 ± 0.74 c
      CK2 50.20 ± 2.00 d 6.37 ± 0.30 c 43.23 ± 2.07 b 16.27 ± 0.81 c
      注(Note):T1—圆弧青霉 D12 菌肥 Penicillium cyclopium D12 fertilizer; T2—哈茨木霉菌肥 Trichoderma harzianum fertilizer; T3—草酸青霉 A1 菌肥 Penicillium oxalicum A1 fertilizer; CK1—载体基质 The carrier of fertilizer; CK2—果园连作土壤 The apple replanted orchard soil; 数值后不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different letters in a column mean significant difference at the 0.05 level.

      表 1  不同菌肥处理对连作平邑甜茶幼苗生长和生物量的影响

      Table 1.  Effect of microbial fertilizers on growth and plant biomass of Malus hupehensis Rehd. seedlings

    • 表2可以看出,施加三种菌肥后均促进了平邑甜茶幼苗根系生长,与不施菌肥连作土壤对照 (CK2) 相比,圆弧青霉D12菌肥 (T1) 处理的根长、根表面积、根体积、根尖数分别增加了166%、270%、477%、114%,哈茨木霉 (T2) 处理的分别增加了238%、417%、747%、162%,草酸青霉A1 (T3) 处理的分别增加了241%、466%、901%、132%。其中施加草酸青霉A1菌肥 (T3) 和哈茨木霉菌肥 (T2) 处理的各指标间无显著性差异。

      处理
      Treatment
      长度 (cm)
      Length
      表面积 (cm2)
      Surface area
      根体积 (cm3)
      Root volume
      根尖数
      Tips
      T1 1484.81 ± 114.28 b 707.03 ± 83.91 b 29.99 ± 6.04 bc 6736.33 ± 371.43 bc
      T2 1886.72 ± 205.94 a 987.40 ± 158.44 a 44.04 ± 9.03 ab 8218.67 ± 329.17 a
      T3 1907.14 ± 87.53 a 1081.49 ± 59.75 a 52.06 ± 3.61 a 7276.33 ± 108.27 ab
      CK1 1349.69 ± 40.49 b 575.43 ± 44.68 b 17.75 ± 2.92 cd 6671.67 ± 317.69 c
      CK2 558.74 ± 110.34 c 190.98 ± 40.51 c 5.20 ± 1.18 d 3141.00 ± 102.79 d
      注(Note):T1—圆弧青霉 D12 菌肥 Penicillium cyclopium D12 fertilizer; T2—哈茨木霉菌肥 Trichoderma harzianum fertilizer; T3—草酸青霉 A1 菌肥 Penicillium oxalicum A1 fertilizer; CK1—载体基质 The carrier of fertilizer; CK2—果园连作土壤 The apple replanted orchard soil. 数值后不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different letters in a column mean significant difference at the 0.05 level.

      表 2  不同菌肥处理对平邑甜茶根系生长的影响

      Table 2.  Effect of microbial fertilizers on growth of Malus hupehensis Rehd. seedlings

      图1可以看出,施加圆弧青霉D12(T1)、哈茨木霉 (T2)、草酸青霉A1 (T3) 菌肥后平邑甜茶幼苗根系呼吸速率分别是连作对照的1.46倍、1.54倍、1.51倍,三者均与对照差异显著,但三者间差异不显著。施加载体基质处理 (CK1) 与连作对照处理 (CK2) 差异不大,未达显著性差异。

      图  1  不同菌肥处理对平邑甜茶根系呼吸速率的影响

      Figure 1.  Effects of microbial fertilizers on root respiration rate of Malus hupehensis Rehd. seedlings

    • 图2可以看出,施加三种菌肥后,土壤酶活性有显著提高,各处理的过氧化氢酶活性表现为哈茨木霉菌肥 (T2) > 草酸青霉A1 (T3) > 圆弧青霉D12(T1) > 载体基质 (CK1) > 连作 (CK2),施加哈茨木霉 (T2) 和草酸青霉A1 (T3) 效果显著;施加三种菌肥 (T1、T2、T3) 处理的脲酶活性分别是连作对照 (CK2) 的2.53倍、2.41倍、2.50倍,均与对照差异显著;圆弧青霉D12(T1)、哈茨木霉 (T2)、草酸青霉A1 (T3)、载体基质处理 (CK1) 的中性磷酸酶活性分别为连作对照 (CK2) 的1.60倍、1.74倍、1.65倍、1.25倍,施加三种菌肥处理的效果明显,与对照差异显著,但三者间无明显差异;蔗糖酶活性以草酸青霉A1菌肥处理 (T3) 最高,是连作对照 (CK2) 的2.95倍,哈茨木霉菌肥处理 (T2) 次之,二者间差异不显著,但与其他处理均达到显著性差异。

      图  2  不同菌肥处理对平邑甜茶土壤酶活性的影响

      Figure 2.  Effects of three kinds of fertilizer on soil enzyme activities

    • 表3可以看出,与连作对照 (CK2) 相比,施加三种菌肥后,根皮苷、根皮素、阿魏酸、咖啡酸含量有一定下降,其中,三个菌肥处理的根皮苷和根皮素分别降低62.6%、64.9%、69.8%,77.9%、78.9%、78.3%;施加载体基质 (CK1) 和连作 (CK2) 处理相比,四种酚酸的含量未达显著性差异。

      处理
      Treament
      根皮苷 (mg/kg)
      Phloridzin
      根皮素 (mg/kg)
      Phloretin
      阿魏酸 (mg/kg)
      Ferulic acid
      咖啡酸 (mg/kg)
      Caffeic acid
      T1 0.175 ± 0.016 b 0.064 ± 0.004 b 0.292 ± 0.015 b 2.309 ± 0.101 b
      T2 0.164 ± 0.018 b 0.062 ± 0.003 b 0.249 ± 0.008 b 2.107 ± 0.214 b
      T3 0.141 ± 0.009 b 0.063 ± 0.003 b 0.339 ± 0.071 b 1.984 ± 0.438 b
      CK1 0.418 ± 0.026 a 0.292 ± 0.021 a 0.572 ± 0.015 a 3.305 ± 0.088 a
      CK2 0.466 ± 0.023 a 0.292 ± 0.051 a 0.707 ± 0.069 a 3.806 ± 0.102 a
      注(Note):T1—圆弧青霉 D12 菌肥 Penicillium cyclopium D12 fertilizer; T2—哈茨木霉菌肥 Trichoderma harzianum fertilizer; T3—草酸青霉 A1 菌肥 Penicillium oxalicum A1 fertilizer; CK1—载体基质 The carrier of fertilizer; CK2—果园连作土壤 The apple replanted orchard soil; 数值后不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different letters in a column mean significant difference at the 0.05 level.

      表 3  施用三种菌肥土壤酚酸含量

      Table 3.  Phenolic acid contents of soil applied with three microbial fertilizers

    • 图3可以看出,与连作对照 (CK2) 相比,施加圆弧青霉D12(T1)、哈茨木霉 (T2)、草酸青霉A1 (T3) 及载体基质 (CK1) 后细菌数量分别增加179%、188%、207%、12%,其中施加载体基质 (CK1) 与连作对照 (CK2) 未达到显著性差异;施加三种菌肥后放线菌数量较连作对照 (CK2) 分别增加220%、270%、253%,施加哈茨木霉 (T2) 和草酸青霉A1 (T3) 效果较明显,二者之间未达到显著性差异。

      图  3  不同菌肥处理对土壤中细菌和放线菌的影响

      Figure 3.  Bacteria and actinobacteria population of replanted soil after applied with microbial fertilizers

      通过实时荧光定量PCR技术对土壤中的腐皮镰孢菌进行测定 (图4),结果表明,5个处理中连作对照 (CK2) 的腐皮镰孢菌基因拷贝数最高,与施加载体基质处理 (CK1) 未达到显著性差异,施加圆弧青霉D12(T1)、哈茨木霉 (T2)、草酸青霉A1 (T3) 处理分别比对照(CK1)降低了63.3%、70.7%、73.2%,均与对照差异显著。

      图  4  不同菌肥处理对腐皮镰孢菌的实时荧光定量分析

      Figure 4.  Real-time quantitative analysis of Fusarium solani under different treatments

    • 近年来,随着生态农业的发展和社会对环境保护的日益重视,对新技术和新产品的研发以及探寻新肥料 (尤其是生物菌肥) 来替代化肥的研究倍受关注[23]。多年的农业生产实践证明,微生物有机肥可降低病原菌数量、改善土壤环境、促进植株根系生长、增加生物量,进而缓解连作障碍[24]

    • 本研究中发现,施加三种菌肥均促进了平邑甜茶幼苗生物量的增加,较连作以及载体基质对照,均存在显著性差异。原因可能是圆弧青霉D12、哈茨木霉、草酸青霉A1作为拮抗真菌,抑制了土壤中致病菌的活性,有利于植株根系更好地吸收营养物质。已有研究证明,木霉通过调节初生代谢从而起到促进植株生长和作物产量的作用[25];根系呼吸作用是根系代谢的中心,它对根系更新、养分吸收以及植株生长发育具有重要意义[26]。本试验结果表明,施加三种菌肥后,平邑甜茶幼苗根系呼吸速率得到一定提高,与连作对照差异明显;但施加哈茨木霉、草酸青霉A1菌肥处理表现较好。呼吸速率的降低会使营养离子吸收受到抑制而减缓植物生长[27]。可见施加菌肥后,能够改善连作土壤环境,利于植株根系的生长以及营养物质的吸收。

    • 土壤微生物的数量和群落结构,以及土壤酶活性作为土壤质量衡量指标已经被广泛接受[28]。前人研究表明,菌肥在缓解连作障碍方面的优势与施肥后改善微生物群落结构、抑制植物病原菌的种群数量有密切的关系[29]。本研究中,连作土壤中施加三种菌肥后,较连作对照处理细菌和放线菌的数量有了大幅度提高,但连作对照与载体基质之间的差异较小,未达显著性差异;长期连作会降低有益微生物数量,增加有害真菌数量,导致土壤微生物群落结构的改变[3031],而有害真菌数量的增加是造成连作障碍的主要原因[3233]。本试验选取引起苹果连作障碍的有害真菌腐皮镰孢菌进行实时荧光定量检测,研究发现施加三种菌肥后均降低了连作土壤中腐皮镰孢菌的数量,其原因可能是菌肥中含有的拮抗真菌对土壤中腐皮镰孢菌起到抑制作用,改变了土壤真菌群落结构[34],为植株生长发育提供良好条件。可见,连作土壤中施加三种菌肥后对土壤微生物环境的影响较为显著,改变了原有苹果连作环境条件下的微生物体系结构,细菌、放线菌增多,土壤中营养物质转化和分解速率加快,从而增加土壤肥力、促进植株生长。

    • 土壤酶活性直接与土壤中物质的转化、养分释放和固定过程、土壤养分供应密切相关[35],在一定程度上能够反映土壤中养分情况。土壤酶来源于动植物残体分解、微生物生产和根系分泌物,故而土壤有机质、微生物代谢强度和作物长势是影响土壤酶活性的主要因子[36]。本研究发现,较连作及载体基质对照,施加三种菌肥后土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性均有不同程度地提高,不过施加菌肥后三者在中性磷酸酶和脲酶活性方面差异较小。磷酸酶能促进土壤中有机磷化合物或无机磷酸盐转化为植物能利用的无机态磷,其活性可以反映土壤的供磷能力[37]。土壤脲酶主要来源于植物和微生物,是决定土壤中氮转化的关键酶,其活性高低反映了各种生化过程的方向和强度[38]。其原因可能是施加菌肥后改变了土壤微生物环境,利于植物根系生长,提高植物对土壤有机磷化合物、无机磷酸盐及氮素的利用吸收。而在过氧化氢酶和蔗糖酶活性方面,施加哈茨木霉和草酸青霉A1效果表现较好。土壤过氧化氢酶与土壤有机质含量、微生物数量有关,可以促进过氧化氢的分解,有利于防止它对生物体的毒害作用[39]。说明哈茨木霉和草酸青霉A1在一定程度上能够提高植株对逆境的抵抗能力,有效地缓解连作障碍。施加载体基质处理与连作相比,四种土壤酶活性有一定提高,但效果不明显,说明载体基质中富含的物质对土壤酶活性的提高有一定帮助,但较施加菌肥效果仍然较差。

    • 果园连作障碍原因复杂,其中,连作果园土壤中由上茬根系分泌和上茬残根腐解产生的酚酸类物质是引起连作障碍的重要原因之一[4041]。早期研究发现,苹果根系产生的根皮素、根皮苷和苦杏苷等酚酸类物质,能够强烈抑制苹果幼苗的生长[42]。本试验发现,施加三种菌肥后,根皮素、根皮苷、阿魏酸、咖啡酸较连作对照都有不同程度降低,其中施加哈茨木霉和草酸青霉A1效果较好,施加圆弧青霉D12效果次之;施加载体基质和连作处理的四种酚酸物质的变化差异不大,说明施加载体基质并不能有效降低土壤中酚酸物质含量。具体原因可能是,施加菌肥后改善了植株根系生长环境及连作土壤微生物环境,利于有益微生物的大量繁殖,降解了大量酚酸类物质。

    • 连作土壤中施加不同菌肥均可促进植株生长,抑制土壤病原真菌的繁殖,降低土壤酚酸物质含量,优化根际土壤环境,但施加不同菌肥效果存在差异,施加草酸青霉A1与哈茨木霉效果较好,可作为缓解苹果连作障的良好措施,其具体的防控机理还需进一步研究。

参考文献 (42)

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