陳子彪 肖波

西瓜是我國(guó)重要的園藝作物之一，深受大眾喜愛(ài)。其種植歷史悠久，在世界園藝產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。然而，西瓜生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)嚴(yán)重的連作障礙問(wèn)題，極大地制約了西瓜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[1]。土壤有害微生物積累被認(rèn)為是導(dǎo)致西瓜連作障礙的重要原因之一。在土壤中直接添加有益微生物菌，可改善植物根際土壤微環(huán)境，實(shí)現(xiàn)土壤—微生物—植株體系的穩(wěn)定與平衡，從而有效促進(jìn)植物生長(zhǎng)并緩解 連作 障礙[2～4]。 王 夏 等[5]研 究發(fā)現(xiàn)內(nèi)生菌復(fù)合菌劑可以顯著促進(jìn)西瓜幼苗生長(zhǎng)，提高對(duì)西瓜枯萎病的抗性。凌寧等[6]發(fā)現(xiàn)多黏類芽孢桿菌制成的微生物菌肥可以有效降低土壤中尖孢鐮刀菌數(shù)量，促進(jìn)西瓜根系生長(zhǎng)，培育壯苗。馬鳳捷等[7]發(fā)現(xiàn)婁徹式鏈霉菌能有效提高哈密瓜的果實(shí)品質(zhì)和土壤酶活性。

基質(zhì)培是克服西瓜連作障礙的途徑之一，在生產(chǎn)上得到了一定的發(fā)展[8]。但是對(duì)于基質(zhì)培產(chǎn)生的舊基質(zhì)，病原菌增多以及理化性質(zhì)發(fā)生改變影響了其的重復(fù)利用[9]。在舊基質(zhì)中添加微生物菌劑，能否實(shí)現(xiàn)舊基質(zhì)西瓜育苗，仍有待研究。鑒于此，本研究以盆栽的方式，探究不同微生物菌劑對(duì)舊基質(zhì)中土壤酶活性及西瓜幼苗生長(zhǎng)的影響，以便為舊基質(zhì)的重復(fù)利用以及基質(zhì)培西瓜壯苗培育提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用長(zhǎng)新1號(hào)西瓜新品種，該品種為長(zhǎng)江大學(xué)選育的適宜多季節(jié)栽培、品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、抗性強(qiáng)的西瓜新品種，登記號(hào)為GPD西瓜（2017）420187。使用武漢星宇星生物科技有限公司生產(chǎn)的商品化基質(zhì)，舊基質(zhì)為連續(xù)種植西瓜3 a的無(wú)土栽培基質(zhì)，新基質(zhì)為同一廠家、相同規(guī)格的全新商品化基質(zhì)，基質(zhì)組成為50%草炭+30%珍珠巖+20%蛭石。

微生物菌劑有3種：第1種（B1），由山東綠隴生物科技有限公司生產(chǎn)，有效成分為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌，有效活菌數(shù)≥5億/g；第2種（B2），由河北中保綠農(nóng)作物有限公司生產(chǎn)，有效成分為枯草芽孢桿菌，有效成分含量為100億芽孢/g；第3種（B3），由北京啟真生物科技有限公司生產(chǎn)，有效成分為枯草芽孢桿菌、粉紅粘帚霉，有效活菌數(shù)≥10億/g。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年7月在長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院植物生長(zhǎng)調(diào)控實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)使用基質(zhì)盆栽方式，盆栽方形花盆上口徑12 cm，下口徑8 cm，高10 cm，每盆裝入風(fēng)干基質(zhì)620 g。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置5個(gè)處理：T1（CK），舊基質(zhì)+100 mL清水/盆；T2，舊基質(zhì)+0.1 g/L的B1溶液100 mL/盆；T3，舊基質(zhì)+0.012 5 g/L的B2溶液100 mL/盆；T4，舊基質(zhì)+0.075 g/L的B3溶液100 mL/盆；T5，新基質(zhì)+100 mL清水/盆；每處理15盆，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5盆。4月10日播種，選擇大小一致、飽滿的種子催芽后直播入盆，1盆1株，苗期常規(guī)管理。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

在幼苗3葉1心期，每個(gè)處理隨機(jī)選取10盆，測(cè)量株高、莖粗，稱量幼苗地上部和地下部干質(zhì)量。壯苗指數(shù)=莖粗/株高×全株干質(zhì)量[10]。

幼苗4葉1心期，選擇晴朗天氣上午，將幼苗放置在陽(yáng)光下活化20～30 min，選擇健康成熟的葉片，利用Li-6400光合儀測(cè)定葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）。測(cè)定光源為紅藍(lán)光源，光強(qiáng)設(shè)定為1 000μmol·m-2·s-1，每個(gè)處理重復(fù)測(cè)定3次，每個(gè)葉片記錄相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值。

土壤過(guò)氧化氫酶（S-CAT）、土壤脲酶（S-UE）、土壤堿性磷酸酶（S-AKP/ALP）、土壤硝酸還原酶（S-NR）均使用北京索萊寶生物股份有限公司生產(chǎn)的ELISA試劑盒，采用可見(jiàn)分光光度法，操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)分析

測(cè)定結(jié)果均采用3次重復(fù)的平均值，應(yīng)用Excel軟件整理分析數(shù)據(jù)并進(jìn)行作圖。采用DPS 7.02軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微生物菌劑對(duì)幼苗農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，施加了微生物菌劑的處理（T2、T3、T4），其幼苗株高、全株干質(zhì)量、壯苗指數(shù)均顯著高于T1、T5。T4處理下，幼苗除莖粗外各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均顯著高于T1、T2、T3、T5。T4處理所含菌種類為B3（枯草芽孢桿菌·粉紅粘帚霉），這表明枯草芽孢桿菌·粉紅粘帚霉對(duì)西瓜幼苗生長(zhǎng)的促進(jìn)效果最好。

2.2 不同微生物菌劑對(duì)幼苗光合特性的影響

從表2可以看出，不同微生物菌劑處理對(duì)西瓜幼苗的光合特性有不同的影響。T4處理下，西瓜幼苗的Pn和Tr顯著高于T1、T3、T5，Ci顯著低于T1、T2。T1、T2和T3處理下，西瓜幼苗的Pn、Gs、Tr均無(wú)顯著差異。這表明枯草芽孢桿菌·粉紅粘帚霉（B3）對(duì)西瓜幼苗光合作用促進(jìn)效果最好，其余2種菌劑對(duì)西瓜幼苗光合作用無(wú)明顯促進(jìn)作用。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，3種微生物菌劑處理后，西瓜幼苗葉片的Ci均不同程度下降。

西瓜基質(zhì)栽培盆栽試驗(yàn)布局

2.3 不同微生物菌劑對(duì)土壤酶活性的影響

從表3可以看出，不同微生物菌劑處理對(duì)幼苗根際土壤酶活性影響明顯。3種微生物菌劑處理后，舊基質(zhì)中的脲酶、堿性磷酸酶、硝酸還原酶的酶活性顯著高于對(duì)照T1，其中，B3的效果較另外2種微生物菌劑更好。與T1相比，T4處理，脲酶、堿性磷酸酶、硝酸還原酶的酶活性分別提高了91.95%、17.11%、79.37%。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，3種微生物菌劑均顯著降低了舊基質(zhì)中的土壤過(guò)氧化氫酶活性，其中降幅最大的是T3處理，降低了26.63%。

表1 不同微生物菌劑對(duì)幼苗農(nóng)藝性狀的影響

表2 不同微生物菌劑對(duì)幼苗光合特性的影響

表3 不同微生物菌劑對(duì)土壤酶活性的影響

3 討論與結(jié)論

在西瓜播種時(shí)澆灌微生物菌劑溶液可有效促進(jìn)西瓜幼苗增高、增粗、形成壯苗，這和王明霞等[11]的研究結(jié)果相同，表明微生物菌劑可以有效促進(jìn)西瓜幼苗生長(zhǎng)，增加干物質(zhì)積累。這一結(jié)果可能是因?yàn)槲⑸锞鷦┓纸馔寥鲤B(yǎng)分，改善土壤環(huán)境，從而促進(jìn)植物根系營(yíng)養(yǎng)吸收，刺激了植物生長(zhǎng)[10]。

寇偉峰等[12]認(rèn)為當(dāng)Pn和Ci一同上升或下降，說(shuō)明光合速率變化的決定性因素是氣孔導(dǎo)致；如果Pn和Ci變化方向相反，則可以認(rèn)為光合速率的變化是由葉肉細(xì)胞的光合活性變化導(dǎo)致的。本試驗(yàn)中，微生物菌劑提高了Pn和Gs，降低了Ci，說(shuō)明微生物菌劑提高西瓜幼苗光合速率主要是提高了西瓜幼苗葉片的光合活性，進(jìn)而促進(jìn)葉肉細(xì)胞內(nèi)的CO2快速同化，這和張朝軒等[13]的研究結(jié)果相似。

土壤酶活性是反映土壤肥力狀況和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力的重要指標(biāo)，其活性高低與土壤微生物的活動(dòng)密切相關(guān)。堿性磷酸酶、硝酸還原酶分別和土壤中磷素、氮素的轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，脲酶則對(duì)土壤中尿素的轉(zhuǎn)化有重大影響[14]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，微生物菌劑顯著提高了土壤中脲酶、堿性磷酸酶、硝酸還原酶的活性，說(shuō)明3種微生物菌劑有利于促進(jìn)土壤中氮和磷的吸收和轉(zhuǎn)化。值得關(guān)注的是，本試驗(yàn)中微生物菌劑處理后，連作基質(zhì)中過(guò)氧化氫酶活性出現(xiàn)了明顯的下降現(xiàn)象，這和張立恒等[15]使用3種微生物菌劑均降低了連作葡萄土壤中過(guò)氧化氫酶活性的研究結(jié)果相似，但和李國(guó)等[16]在棉花連作研究中芽孢桿菌類微生物菌劑增加了土壤中的過(guò)氧化氫酶活性的結(jié)果相反，其中的原因還有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，微生物菌劑促進(jìn)了基質(zhì)培西瓜幼苗生長(zhǎng)，提高了幼苗光合速率，可以實(shí)現(xiàn)舊基質(zhì)在西瓜育苗上的重復(fù)利用，有利于培育西瓜壯苗，這可能與微生物菌劑提高了基質(zhì)中土壤脲酶、堿性磷酸酶和硝酸還原酶活性有關(guān)。