邵　陽，崔孟奇，田霄鴻，曹翠玲，胡景江

(1.西北農(nóng)林科技大學生命科學學院， 陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院， 陜西 楊凌 712100)

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枯草芽孢桿菌與解磷細菌對獼猴桃園土壤及果實品質的影響

邵陽1，崔孟奇1，田霄鴻2，曹翠玲1，胡景江1

(1.西北農(nóng)林科技大學生命科學學院， 陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院， 陜西 楊凌 712100)

在大田條件下，采用兩因素兩水平完全正交試驗設計方案，從立體生態(tài)角度研究了在獼猴桃樹體根圍施用枯草芽孢桿菌和解磷細菌后對土壤理化性質、土壤微生物數(shù)量及果實品質的影響。結果表明，混合施用枯草芽孢桿菌和解磷細菌后，土壤速效磷、銨態(tài)氮含量及磷酸酶活性分別是對照的1.93倍、1.34倍及2.15倍；果實成熟后，其硬度、可溶性糖含量、VC含量分別是對照的1.21倍、1.06倍、1.18倍，可滴定酸含量降低，是對照的88%。多元回歸統(tǒng)計分析表明，果實品質與土壤有機質、速效磷及磷酸酶活性相關性顯著?；旌鲜┯每莶菅挎邨U菌和解磷細菌可用來改良高齡獼猴桃果園土壤，且能提高果實品質。

獼猴桃；有益菌；土壤養(yǎng)分；改良分析

獼猴桃(ActinidiaChinensis)俗稱陽桃、毛桃等，屬獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia)植物，是原產(chǎn)于我國的古老野生木質藤本果樹。獼猴桃口味鮮美、營養(yǎng)豐富，被譽為“水果之王”。隨著人們生活水平的不斷提高，對各種水果品質的改良也提上了日程，使用化學藥劑雖能對其有一定程度的作用，但產(chǎn)生的負面影響也是不容忽視。例如在獼猴桃生產(chǎn)中使用較為普遍的膨大劑，有報道指出，這種獼猴桃不僅吃起來味淡，且不宜貯藏，要是大量食用，還可能造成體內(nèi)由于激素蓄積而引起的病變[1]。因此尋找一種健康環(huán)保的改良方式就顯得尤為重要。

土壤是獼猴桃樹體生長的基礎，土壤理化性狀的優(yōu)劣直接影響到樹體的生長、果實品質和果園的可持續(xù)發(fā)展[2]。土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，幾乎所有的土壤過程都直接或間接地與土壤微生物有關[3]，尤其是一些有益土壤微生物可直接或間接提高土壤養(yǎng)分有效性。如，自生固氮菌除固氮活性之外，還具有活化土壤無機磷的作用[4]；解鉀菌在土壤中除了解鉀、解磷的作用外，還具有多方面的功能[5]；有益菌枯草芽孢桿菌菌體可合成淀粉酶、蛋白酶等多種酶類，并且具有良好的促進植物生長的作用[6]，解磷細菌能提高土壤有效磷含量、降低磷肥的投入，減少環(huán)境污染，具有極好的環(huán)保作用[7]。

目前枯草芽孢桿菌多應用于飼料及水質的研究，解磷細菌多應用于設施蔬菜種植相關的研究，關于枯草芽孢桿菌和解磷細菌對獼猴桃根圍土壤及果實品質的研究比較少見。在對農(nóng)戶走訪調查中發(fā)現(xiàn)，果園連年種植獼猴桃會產(chǎn)生多種種植問題，其中樹勢衰弱及獼猴桃產(chǎn)量下降的問題對農(nóng)戶影響最為嚴重，因此本文擬探究這兩種菌單施及混施對土壤養(yǎng)分的影響及其對果實品質的影響。

1　材料與方法

1.1材料

枯草芽孢桿菌(300億·g-1)為鹽城市神微生物菌種科技有限公司出品。解磷細菌(菌株鑒定結果為楊氏檸檬酸桿菌，采用牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h，81億·g-1)為實驗室分離菌株。

1.2植物及土壤材料

試驗地位于陜西楊凌夏家溝。獼猴桃果園栽種品種為“海沃德”。 2014年4月14日隨機選取12棵生長狀況相似的植株，采用兩因素兩水平的正交試驗設計，3棵為空白對照(CK)，9棵為試驗處理植株，分別為枯草芽孢桿菌(KC，500 g·株-1)、解磷細菌(JL，1.5 L·株-1)、枯草芽孢桿菌和解磷細菌配施(KJ)(用量為單施的一半，250 g+750 mL·株-1)。具體施用方法為:以樹干為中心，0.5 m為半徑，將表層約15 cm的土壤移開后，將菌劑或菌液均勻撒在土壤表面后，再用土覆蓋。

2015年9月7日采集土樣及果實樣品，采用四點取樣法對12棵果樹采樣，以主干為中心距其0.5 m處用土鉆采集15～20 cm層土壤，棄去植物殘體后，取1.0～2.0 kg樣品，混合均勻裝入無菌密封袋帶回實驗室進行土壤理化性質及微生物數(shù)量測定。

1.3測定指標與方法

1.3.1土壤微生物數(shù)量測定土壤微生物數(shù)量用新鮮土壤進行測定，細菌、放線菌及真菌數(shù)量測定分別采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、高氏1號培養(yǎng)基及馬丁氏培養(yǎng)基[8]。

1.3.2土壤理化性質測定方法土壤理化性質參考鮑士旦《土壤農(nóng)化分析》[9]，利用pH計測定土壤pH，以H2SO4-HClO4消解法測定土壤全磷含量，以鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量，利用凱氏定氮儀測定土壤全氮含量，利用AA3型連續(xù)流動分析儀測定土壤硝態(tài)氮及銨態(tài)氮含量。

1.3.3土壤酶測定將6月24日帶回的土壤，部分風干后過100目篩，參照關松蔭[10]的方法測定土壤酶活性。蔗糖酶活性測定采用3,5—二硝基水楊酸比色法，以24 h后1 g土壤中葡萄糖的毫克數(shù)表示；脲酶活性測定采用苯酚鈉比色法，以24 h后1 g土壤中NH3—N的毫克數(shù)表示；蛋白酶活性測定采用茚三酮比色法，以24 h后1 g土壤中甘氨酸的微克數(shù)表示；多酚氧化酶活性測定采用紫色沒食子酸比色法，以每克土的紅紫培精的毫克數(shù)表示；磷酸酶活性測定采用苯磷酸二鈉法，以每百克土酚的毫克數(shù)表示。

1.3.4果實品質測定同時在取樣的12棵樹體中上部，分別于東、南、西、北采集生長狀態(tài)適中的獼猴桃果實樣品各4個，總計192個，帶回實驗室后立即用電子天平測定單果質量，用GY-1型果實硬度計測定果實硬度。當果實硬度達到1.0～1.2時，參考曹健康《果蔬采后生理生化實驗指導》[11]用阿貝折光儀測定可溶性固形物(SSC)含量，采用蒽酮比色法測定果實總可溶性糖含量，采用NaOH滴定法測定果實可滴定酸含量，以碘酸滴定法測定果實抗壞血酸含量；參考張治安《植物生理學實驗指導》[12]以乙醇萃取法測定果實葉綠素含量。

采用Excel和SPSS軟件對土壤理化性狀及果實品質數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2　結果與分析

2.1施用有益菌對果園土壤理化性質及酶活性的影響

獼猴桃土壤適宜在pH值7.5以下的地塊栽培[13]，表1顯示，施用有益菌均能使20年齡果園的原弱堿性土壤pH略降低，但變化并不顯著，這可能是因為石灰性土壤具有一定的緩沖作用，所以導致其pH變化幅度不大[14]；從土壤養(yǎng)分看，速效磷、全氮及銨態(tài)氮含量均較CK組有顯著提高，且在0.05水平下差異顯著，尤其是KJ組效果最為顯著；上述各養(yǎng)分均有利于獼猴桃品質的提高[2,15]。KJ組全磷量略有升高，可能是由于農(nóng)戶施肥所致。從表1可以看出，只有硝態(tài)氮含量有一定程度的下降。這可能是因為獼猴桃優(yōu)先吸收了硝態(tài)氮[16]。

表1　根際土壤理化性質

注：表中標注小寫字母為鄧肯測驗結果，不同字母表示在0.05水平下差異顯著。

Note: Different lowercases is the result of Duncan’s multiple-range test, and they stands forP≤0.05.

土壤酶作為土壤組分中最活躍的有機成分之一[17]，是評價土壤肥力高低、生態(tài)環(huán)境質量優(yōu)劣的一個重要生物指標[18]，土壤中磷酸酶、脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶活性提高有利于植物生長[19-23]。表2表明，施用有益菌能提高上述酶的活性，且與對照在0.05水平下差異顯著。表3顯示，施用有益菌能提高土壤酶活性，進而提高土壤養(yǎng)分，并促進果樹對硝態(tài)氮的吸收。

表2　根際土酶活性測定

注：表中標注小寫字母為鄧肯測驗結果，不同字母表示在0.05水平下差異顯著。

Note: Different lowercases is the result of Duncan’s multiple-range test, and they stands forP≤0.05.

表3　土壤養(yǎng)分同土壤酶活的相關性分析

注： **為0.01水平顯著相關，*為0.05水平顯著相關。

Note: ** stands forP<0.01，* stands forP≤0.05.

2.2施用有益菌對果園土壤微生物數(shù)量的影響

土壤養(yǎng)分與土壤微生物數(shù)量極為密切[24]，土壤理化性質改良后，更適合微生物生存與繁殖，進而可使其向土壤中分泌更多的酶。本試驗結果(表4)證明，施用有益菌后，土壤真菌及放線菌數(shù)量無明顯變化，但細菌數(shù)量明顯增多，致真菌/細菌比值降低，且在0.05水平下差異顯著。土壤中真菌數(shù)量以及真菌/細菌比值越低，土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度越高，土壤抑制病害能力越強[25-26]。所以施用有益菌能明顯改良土壤理化性質及降低土壤真菌/細菌比值。

表4　土壤微生物數(shù)目測定

注：表中標注小寫字母為鄧肯測驗結果，不同字母表示在0.05水平下差異顯著。

Note: Different lowercases is the result of Duncan's multiple-range test, and they stands forP≤0.05.

2.3對果實品質的影響

表5表明，施用有益菌后，果實單果質量、硬度、可溶性糖含量、可滴定酸含量、葉綠素含量及VC含量較未處理健康果樹都有不同程度的提高，尤其是枯草芽孢桿菌和解磷細菌配施的均在0.05水平下顯著；可滴定酸含量較未處理果樹有不同程度下降，且在0.05水平下顯著，所以施用枯草芽孢桿菌和解磷細菌后獼猴桃果實品質均有一定程度的提高。

VC含量是獼猴桃果實品質的重要指標，為探究獼猴桃品質改良與土壤養(yǎng)分改良的關系，我們將獼猴桃果實VC含量同土壤理化指標進行了相關性分析。表6顯示：VC含量同土壤指標顯著相關，與硝態(tài)氮含量顯著負相關，與其余指標顯著正相關。在0.05且0.01水平下顯著。由此可以看出，土壤養(yǎng)分對果實VC含量影響比較明顯。土壤經(jīng)有益菌處理后，土壤養(yǎng)分得到改良，果實VC含量同樣受到影響，如表5數(shù)據(jù)所示，有益菌處理后的果實VC含量明顯高于CK組。

表5　獼猴桃果實品質

注：表中標注小寫字母為鄧肯測驗結果，不同字母表示在0.05水平下差異顯著。

Note: Different lowercases is the result of Duncan's multiple-range test, and they stands forP≤0.05.

表6　果實Vc含量同土壤指標的相關性分析

注：**為0.01水平顯著相關，*為0.05水平顯著相關。

Note: ** stands forP<0.01，* stands forP≤0.05.

3　結　論

土壤是植物賴以生存的物質基礎，同時又是植物-土壤-微生物生態(tài)系統(tǒng)中物質和能量交換的主要場所，獼猴桃生命活動所需的水分、無機營養(yǎng)及少量有機物質都是通過根系從土壤中吸收的[27]，而土壤微生物可以將土壤中植物難以直接利用的物質加以分解或轉化，使植物根系更容易吸收利用，有利于植物生長發(fā)育。

本試驗結果表明，經(jīng)有益菌處理后，20年齡的獼猴桃根圍土壤真菌/細菌比值明顯降低(與CK達顯著差異)，更適合微生物生長與繁殖，可以向土壤中分泌更多的酶，即磷酸酶活性、脲酶活性、蛋白酶活性、PPO活性、蔗糖酶活性均較對照有顯著提高。且土壤酶活性與理化指標相關性分析證明，土壤相關酶活性的提高可對土壤速效磷、全氮及銨態(tài)氮含量的增加起很大作用。土壤營養(yǎng)成分有明顯改善，速效P、全N、銨態(tài)N含量明顯升高，硝態(tài)氮含量一定程度下降，可能是施用有益菌可以促進獼猴桃優(yōu)先吸收硝態(tài)氮。

本試驗證明，有益菌能夠改良土壤質量，進而促進樹體生理代謝，形成了良性的植物-土壤-微生物生態(tài)系統(tǒng)，進而提高果實品質。試驗測定的獼猴桃果實硬度、單果質量、SSC含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、葉綠素含量、Vc含量等品質指標均佐證了這一點。施用了有益菌后，果園土壤養(yǎng)分及結構得到了改善，而果園產(chǎn)量和果實品質在很大程度上取決于果園土壤的養(yǎng)分狀況[28-31]。結構好、養(yǎng)分協(xié)調的土壤，有利于果樹根系生長及其對養(yǎng)分的攝取，有利于提高果樹產(chǎn)量和果實品質[32]。因此通過向高齡獼猴桃園施用有益細菌，可以對土壤進行生物修復，更為可喜的是能夠提高獼猴桃果實品質。對土壤進行生物修復是發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)必要措施。

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Bacillus subtilis and phosphobacteria effects on soil and fruit quality in kiwifruit orchards

SHAO Yang1, CUI Meng-qi1, Tian Xiao-hong2, CAO Cui-ling1, HU Jing-jiang1

(1.College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi 712100, China；2.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

The reaserch was to explore the effects of Bacillus Subtilis and Phosphobacteria, which supplied to the rooting zone of Kiwi fruit, on soil physical, chemical and microbial population in the rhizosphere soil and the fruit quality by orthogonal experiment of two factors and two levels in the field. The physical, chemical and microbial population of soil, leaves and fruits were measured respectively. Results showed that the trees dealt with both of Bacillus Subtilis and Phosphobacteria to the rooting zone had the best signification. The soil available P, ammonium N contents and phosphatase activity was 1.93, 1.34 and 2.15 times the amount of the unprocessed. The firmness, soluble sugar and Vitamin C content was 1.21, 1.06, 1.18 times the amount of the unprocessed. The unprocessed titratable acid was 88% of the trees dealt with both of Bacillus Subtilis and Phosphobacteria.The data being analyzed, fruit quality had a signification positive correlation with organic matter, available P contents and phosphatase activity. It is considerable to use both of Bacillus Subtilis and Phosphobacteria to improve the soil characteristic and the fruit quality.

Kiwi fruit; soil nutrients; fruit quality; improved analysis

1000-7601(2016)05-0180-05

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.05.27

2015-11-20

西北農(nóng)林科技大學創(chuàng)新與成果轉化專項(XNY2013-49)；楊凌示范區(qū)科技局科技計劃項目(2014NY-40)

邵陽(1990—)，女，遼寧鞍山人，碩士研究生在讀，主要從事植物逆境生理研究。 E-mail：81754222@qq.com。

曹翠玲，E-mail：cuilingcao@163.com。

S663.4

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