高亮++宋杰++譚德星++王凌云

摘要 以乙酸鈣不動(dòng)桿菌為功能菌制成生物有機(jī)肥，研究該化感物質(zhì)降解生物有機(jī)肥對(duì)設(shè)施番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果表明：施用化感物質(zhì)降解生物有機(jī)肥的番茄株高、節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗和葉綠素含量以及果穗數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和平均單果重，其化感效應(yīng)指數(shù)RI值均大于0，說(shuō)明該生物有機(jī)肥能夠促進(jìn)番茄生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益，適合在番茄主產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 化感作用；乙酸鈣不動(dòng)桿菌；生物有機(jī)肥；番茄；自毒作用

中圖分類(lèi)號(hào) S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）22-0068-02

Abstract Produced bilogical organic fertilizer with function microorganism as Acinetobacter calcoaceticus，and studied the effect of this fertilizers on protected tomato growth and development.The results suggested that tomato hight，panel longth，stem diameter，chlorophyll contents，spikes of fruits，fruits per plant and average weight of simple fruit，Their total allelopathy index RI >0，the results showed that this biological organic fertilizers could promote tomato growth and development，improve yield，enhance，it is suitable for promotion and application in major tomato producing areas.

Key words allelopathy；Acinetobacter calcoaceticus；biological organic fertilizer；tomato；autotoxicity

番茄是世界上栽培面積最大的蔬菜之一，在我國(guó)蔬菜生產(chǎn)中占有重要地位。番茄的生產(chǎn)方式有露地栽培（包括地膜覆蓋）和設(shè)施栽培，已實(shí)現(xiàn)了周年生產(chǎn)、周年供應(yīng)。在我國(guó)，番茄生產(chǎn)通常存在“一村一品”“一鄉(xiāng)一業(yè)”的現(xiàn)象，番茄主產(chǎn)區(qū)連作重茬現(xiàn)象十分突出。

植物化感作用是指植物植株向環(huán)境中釋放某些化學(xué)物質(zhì)，影響周?chē)渌仓晟砩x反應(yīng)及生長(zhǎng)過(guò)程的現(xiàn)象[1]。番茄生長(zhǎng)過(guò)程中，根系不斷產(chǎn)生并向根外釋放一些化感物質(zhì)，如苯甲酸、苯丙烯酸、鄰苯二甲酸、肉桂酸等，這些物質(zhì)通常抑制番茄生長(zhǎng)，也會(huì)對(duì)土壤養(yǎng)分造成一定的影響[2]。番茄化感物質(zhì)不僅對(duì)番茄產(chǎn)生自毒危害，而且其水浸提液對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)有著明顯的抑制作用[3]。此外，化感物質(zhì)還對(duì)生菜、蘿卜、菜心、豆角等蔬菜也有抑制生長(zhǎng)的作用[4]。

本研究將能夠降解化感物質(zhì)的有益微生物接種到生物有機(jī)肥中，制備成預(yù)防番茄自毒的專(zhuān)用生物有機(jī)肥，用于番茄生產(chǎn)，防止番茄自毒等生理性連作障礙的危害，以期對(duì)番茄可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年9月至2016年7月在山東省濰坊市昌樂(lè)縣營(yíng)丘鎮(zhèn)進(jìn)行。試驗(yàn)地連續(xù)3年種植番茄。番茄品種為瑞克斯旺美利（73-584）F1。試驗(yàn)前進(jìn)行土壤檢測(cè)：有機(jī)質(zhì)18.76 g/kg，堿解氮82.6 mg/kg，有效磷12.4 mg/kg，速效鉀96.5 mg/kg，pH值6.5。番茄栽培密度3株/m2，一般栽植3萬(wàn)株/hm2。

1.2 供試材料

力力惠生物有機(jī)肥，執(zhí)行NY884-2012標(biāo)準(zhǔn)。其主要原料如下：①生物質(zhì)材料：有機(jī)質(zhì)≥65%。②酵素菌種：由山東濰坊島本微生物技術(shù)研究所提供，含有細(xì)菌、酵母菌和絲狀真菌三大類(lèi)24種微生物組成。菌種以米糠為載體，呈黃褐色，粉狀，有濃烈酵母香味。③煤炭腐植酸：風(fēng)化煤購(gòu)買(mǎi)于山西省交口縣，其腐植酸（HA）含量55%。黑色，粉狀。草炭來(lái)自黑龍江省雞西市，有機(jī)質(zhì)50%左右，腐植酸36%左右，pH值5.2。④化感物質(zhì)降解菌：系從中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心購(gòu)買(mǎi)的乙酸鈣不動(dòng)桿菌[Acinetobacter calcoaceticus（Beijerinck）Baumann et al.]，該菌對(duì)苯甲酸或鄰苯二甲酸二丁酯等[5]有降解作用；上述菌株通過(guò)plackett-Burman設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析法，優(yōu)化培養(yǎng)基和發(fā)酵工藝條件，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，保證菌種活力和效能，最終實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用。

其生產(chǎn)方法如下：發(fā)酵試驗(yàn)采用條垛式固態(tài)堆肥發(fā)酵方式[6]進(jìn)行。將生物質(zhì)材料、風(fēng)化煤、草炭按照2∶1∶1的比例混合均勻后，添加1%的微生物起爆劑，加水至含水量55%，接種0.1%酵素菌種。原料混合物堆成長(zhǎng)條形的堆或條垛，在好氧條件下進(jìn)行高溫發(fā)酵。垛的縱切面呈三角形。每個(gè)發(fā)酵堆底部寬2 m、高1 m、長(zhǎng)3 m，發(fā)酵料堆體積約3 m3。經(jīng)過(guò)4次翻堆和充分后熟后，進(jìn)行低溫干燥，在包裝前接種乙酸鈣不動(dòng)桿菌作為功能菌，使之符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，制備成生物有機(jī)肥。

乙酸鈣不動(dòng)桿菌以干燥菌粉或液體菌種形式添加，保證生物有機(jī)肥中有效活菌數(shù)（乙酸鈣不動(dòng)桿菌）≥0.5億cfu/g。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)按照《微生物肥料田間試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程及肥效評(píng)價(jià)指南》（NY/T1536-2007）規(guī)定的方法進(jìn)行。共設(shè)5個(gè)處理，分別為處理1：生物有機(jī)肥（接種乙酸鈣不動(dòng)桿菌）3 000 kg/hm2+干雞糞30 000 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥750 kg/hm2；處理2：基質(zhì)（菌種滅活）3 000 kg/hm2+干雞糞30 000 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥750 kg/hm2；處理3：生物有機(jī)肥（未接種乙酸鈣不動(dòng)桿菌）3 000 kg/hm2+干雞糞30 000 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥750 kg/hm2；處理4：干雞糞45 000 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥1 125 kg/hm2；以空白作對(duì)照（CK）。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積15 m2。

1.4 調(diào)查內(nèi)容及方法

葉綠素含量的測(cè)定，采用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定。土壤理化性狀的測(cè)定，采用常規(guī)土壤農(nóng)化分析方法[7]?；行?yīng)指數(shù)（RI）采用Williamson等[8]的方法：RI=1-C/T（當(dāng)T≥C時(shí)）或RI=T/C-1（當(dāng)T0時(shí)，表示促進(jìn)作用；當(dāng)RI<0時(shí)，表示抑制作用。RI絕對(duì)值的大小代表化感作用的強(qiáng)弱。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS軟件和Excel 2013進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量效益的影響

2.1.1 不同處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響。從表1可以看出，不同處理對(duì)美利番茄的產(chǎn)量影響較大，接種乙酸鈣不動(dòng)桿菌的生物有機(jī)肥并減量化肥（處理1）產(chǎn)量表現(xiàn)最佳，比常規(guī)栽培（處理4）稍有增產(chǎn)，增產(chǎn)率0.39%，同CK相比增產(chǎn)效果顯著，增產(chǎn)率66.94%。未添加降解菌的生物有機(jī)肥和減量化肥（處理3）產(chǎn)量水平與處理1和處理4相當(dāng)，處理間差異不顯著，但與等基質(zhì)和減量化肥比較（處理2），差異達(dá)顯著水平。因此，化感物質(zhì)降解生物有機(jī)肥用作美利番茄種植的基肥比較理想。

2.1.2 不同處理對(duì)番茄葉綠素的影響。從表2可以看出，不同處理間美利番茄功能葉中葉綠素含量存在一定差異。施用生物有機(jī)肥可不同程度增加葉綠素含量，為光合作用打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。對(duì)光合強(qiáng)度、凈光合速率等的影響有待于進(jìn)一步研究。

2.1.3 不同處理對(duì)番茄抗病性的影響。從表3可以看出，與習(xí)慣性施肥（處理4）和空白對(duì)照（CK）比較，施用生物有機(jī)肥的番茄抗病性顯著提高，接種乙酸鈣不動(dòng)桿菌的生物有機(jī)肥7種番茄病害均未發(fā)生，未接種降解菌的生物有機(jī)肥（處理3）在生育后期發(fā)生了晚疫病，但危害程度不大。說(shuō)明化感物質(zhì)降解生物有機(jī)肥具有明顯的預(yù)防番茄病害效果，尤其是土傳病害的預(yù)防上效果明顯。

2.1.4 不同處理對(duì)番茄經(jīng)濟(jì)效益的影響。從表4可以看出，處理1的毛收入、肥料成本、純收入最高，比CK增收54.43萬(wàn)元/hm2，僅基肥增加的肥料一項(xiàng)，其投入產(chǎn)出比達(dá)1.0∶24.3。處理1與處理4結(jié)果相近。處理2中由于基質(zhì)采用滅菌處理，其有益微生物的作用優(yōu)勢(shì)未充分表達(dá)，表現(xiàn)在產(chǎn)量上呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。

2.2 化感物質(zhì)降解菌肥對(duì)番茄自毒的影響

從表5可以看出，化感物質(zhì)對(duì)番茄營(yíng)養(yǎng)性狀（株高、節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗和葉綠素）和生殖性狀（果穗數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和平均單果重）均有不同程度的影響。接種化感物質(zhì)降解菌的生物有機(jī)肥的番茄株高、節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗和葉綠素含量，以及果穗數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和平均單果重，其RI值均大于0，表現(xiàn)為促進(jìn)作用，表明該生物菌肥對(duì)番茄具有促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育的作用。而滅活菌（處理2）均表現(xiàn)為抑制生長(zhǎng)發(fā)育的作用。未接種化感物質(zhì)降解菌（處理3）盡管在株高、節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗和單株結(jié)果數(shù)上表現(xiàn)為抑制作用，但在葉綠素含量、果穗數(shù)和平均單果重上則表現(xiàn)為促進(jìn)作用。初步判定，生物有機(jī)肥對(duì)于防止番茄自毒具有一定作用，而接種化感物質(zhì)降解菌的生物有機(jī)肥對(duì)促進(jìn)番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的效果最佳，在有效減輕番茄自毒作用方面具有一定的效果。

3 結(jié)論與討論

針對(duì)設(shè)施番茄連作障礙進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，施用化感物質(zhì)降解生物有機(jī)肥的番茄株高、節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗和葉綠素含量以及果穗數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和平均單果重的化感反應(yīng)指數(shù)RI值均大于0，說(shuō)明該生物有機(jī)肥能夠促進(jìn)番茄生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。

番茄化感作用和化感物質(zhì)生物降解的研究對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。生產(chǎn)上，既要充分考慮化感物質(zhì)對(duì)同種蔬菜的影響，以便合理安排輪換倒茬，又要考慮化感物質(zhì)對(duì)不同種類(lèi)蔬菜間的影響，防止兩者間作或混作對(duì)彼此間造成影響，還要考慮化感作用是促進(jìn)作用還是抑制作用，以便揚(yáng)長(zhǎng)避短，找出最適宜的作物間作套種、輪換倒茬栽培方式。

化感物質(zhì)降解菌肥的研究現(xiàn)已成為預(yù)防植物自毒作用的一種重要措施。趙東岳[9]發(fā)現(xiàn)爭(zhēng)論貪噬菌（Variovorax para-doxus）能降解鄰苯二甲酸二異丁酯，鮑氏不動(dòng)桿菌（Acineto-bacter baumannii）可降解棕櫚酸，伯克氏菌（Pandoraea pno-menusa）可作為2，2-（4-羥基苯基）丙烷降解菌。由于自然界中化感物質(zhì)種類(lèi)多，成分差異大，僅僅通過(guò)降解1種或幾種化感物質(zhì)難以從根本上消除植物自毒作用等連作重茬障礙的危害，研究探索“一菌多用”或復(fù)合菌的綜合作用將有廣闊的發(fā)展空間[10]。

本研究通過(guò)在生物有機(jī)肥中添加化感物質(zhì)降解菌，提高了生物有機(jī)肥效果，對(duì)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用。針對(duì)乙酸鈣不動(dòng)桿菌在土壤中的存在狀態(tài)，該菌對(duì)化感物質(zhì)的作用機(jī)理以及該菌和酵素菌及土壤中微生物群之間的相互作用關(guān)系等方面的研究有待進(jìn)一步進(jìn)行。

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