劉玲，應(yīng)利平，朱明，張明科

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

番茄是涇陽(yáng)縣的特色優(yōu)勢(shì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收致富的支柱產(chǎn)業(yè)，種植面積達(dá)7 067 hm2，年產(chǎn)量63萬(wàn)t，產(chǎn)值12.7億元。但是，種植戶為追求更高的產(chǎn)量和收益，采用連年栽培的方式，導(dǎo)致土壤中有害微生物逐漸積累，土傳病害越發(fā)嚴(yán)重，對(duì)番茄生長(zhǎng)和土壤健康造成嚴(yán)重危害[1]。因此，為了實(shí)現(xiàn)日光溫室番茄健壯生長(zhǎng)，使土壤逐步回歸健康，達(dá)到可持續(xù)利用的目的，生產(chǎn)中施用微生物菌劑來(lái)緩解土傳病害，提高植株抗逆性以及獲得作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，這是一種生態(tài)安全并且有效的生物防治途徑。有研究顯示，微生物菌劑具有無(wú)污染、無(wú)毒害、高效率等特點(diǎn)[2]，在降低農(nóng)產(chǎn)品污染的同時(shí)，還能提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)[3-4]；微生物菌劑可使植物根系發(fā)達(dá)，并促進(jìn)核酸、蛋白質(zhì)和葉綠素的合成，增強(qiáng)植物對(duì)逆境的抵抗能力，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)；微生物菌劑中通常含有一種或多種有益土壤微生物，這些微生物在生長(zhǎng)和繁殖的同時(shí)，可抑制植物病原菌的生長(zhǎng)；微生物菌劑可以分泌多種殺菌物質(zhì)、抗生素和植物生長(zhǎng)激索，在抑制植物病原菌活動(dòng)的同時(shí)，還能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，提高植物的抗病能力[5]。

本研究在基施生物有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，分別配合施用親土1號(hào)菌劑、親土1號(hào)菌劑+熒光假單胞菌、親土1號(hào)菌劑+地衣芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌+熒光假單胞菌以及熒光假單胞菌，研究各處理對(duì)連作土壤中的酶活性、微生物數(shù)量以及番茄生長(zhǎng)的影響，以篩選出對(duì)設(shè)施番茄土傳病害具有良好緩解效果的微生物菌劑處理方案。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2021年3—7月在西北農(nóng)林科技大學(xué)涇陽(yáng)蔬菜試驗(yàn)示范站日光溫室內(nèi)進(jìn)行。前茬作物為番茄，土壤類型為黃壚土，pH 7.69，速效氮151.35 mg·kg-1，速效鉀1 013.19 mg·kg-1，速效磷231.80 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)32.00 g·kg-1，電導(dǎo)率1 566.67 mS·cm-1，土壤肥力和鹽分含量較高。供試番茄品種為海晨7080，硬果，無(wú)限生長(zhǎng)類型。供試微生物菌劑有3種：親土1號(hào)菌劑由富朗生物科技有限公司提供，含有淀粉芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌，有效活菌數(shù)≥6 億·g-1；熒光假單胞菌由領(lǐng)先生物農(nóng)業(yè)有限公司提供，含有效活菌(熒光假單胞菌)數(shù)量≥5 億·mL-1；地衣芽孢桿菌由西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院提供，含有活孢子≥2 000億·g-1。

1.2 方法

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理和1個(gè)對(duì)照，分別為T(mén)0(不施菌劑)、T1(親土1號(hào)菌劑)、T2(親土1號(hào)菌劑+熒光假單胞菌)、T3(親土1號(hào)菌劑+地衣芽孢桿菌)、T4(地衣芽孢桿菌)、T5(地衣芽孢桿菌+熒光假單胞菌)和T6(熒光假單胞菌)。番茄幼苗于2021年3月初定植到日光溫室內(nèi)。親土1號(hào)菌劑于定植前溝施，667 m2用量為40 kg，同時(shí),667 m2配合溝施親土1號(hào)堿性土壤調(diào)理劑(含菌量2億·g-1)40 kg，并在定植10 d后開(kāi)始用親土1號(hào)腐殖酸水溶性肥料灌根，667 m2用量為7.5 L，分3次施用，每隔10 d灌根1次，灌根時(shí)用自來(lái)水稀釋300倍，每株灌施300 mL·次-1；地衣芽孢桿菌于定植前溝施，667 m2用量為1 kg；熒光假單胞菌于定植10 d后開(kāi)始灌根，667 m2用量為7.5 L，分3次施用，每隔10 d灌根1次，灌根時(shí)用自來(lái)水稀釋300倍，每株300 mL·次-1。每處理栽培1壟，壟寬0.6 m，壟長(zhǎng)6 m，壟間距1.4 m，重復(fù)3次。雙行栽培，每小區(qū)46株。種植期間統(tǒng)一水肥管理，7月初拉秧。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 植株生長(zhǎng)及產(chǎn)量指標(biāo)測(cè)量

2021年5月28日，統(tǒng)計(jì)株高、莖粗、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)和葉寬，計(jì)算葉面積[6]。

葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.360 8-18.8。

果實(shí)收獲后，記錄單果重，統(tǒng)計(jì)小區(qū)產(chǎn)量。植株生長(zhǎng)期間多次統(tǒng)計(jì)土傳病害發(fā)病株數(shù)(由于土傳病害有多種，田間不易區(qū)分，且同株上可同時(shí)發(fā)生多種土傳病害，故合并統(tǒng)計(jì))，計(jì)算土傳病害發(fā)病率。

土傳病害發(fā)病率/%=土傳病害發(fā)病株數(shù)/總栽培株數(shù)×100[7]。

1.3.2 土壤微生物數(shù)量測(cè)定

拉秧后，采用五點(diǎn)取樣法分別收集各處理的土樣，過(guò)2 mm篩后采用平板計(jì)數(shù)法(活菌計(jì)數(shù)法)測(cè)定土壤真菌、細(xì)菌和放線菌數(shù)量[8-9]。

1.3.3 土壤酶活性測(cè)定

拉秧后，采用五點(diǎn)取樣法分別收集各處理的土樣，陰干后過(guò)1 mm篩，測(cè)定土壤蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶4種酶的活性，分別采用3，5-二硝基水楊酸比色法、苯酚鈉比色法、磷酸苯二鈉比色法和高錳酸鉀滴定法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用DPS 9.50進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢測(cè)(P<0.05)，采用GraphPad Prism 5.01進(jìn)行繪圖，采用Origin Pro 2021b進(jìn)行相關(guān)性分析，計(jì)算隸屬函數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菌劑及其組合對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響

由表1看出，3種菌劑及其組合處理對(duì)番茄的株高、莖粗、葉面積、葉片數(shù)、單果重、小區(qū)產(chǎn)量和土傳病害發(fā)病率均產(chǎn)生了影響，但不同處理對(duì)番茄植株生長(zhǎng)與產(chǎn)量的影響程度不同。T3處理的番茄植株綜合表現(xiàn)最好，株高、葉面積、葉片數(shù)和單果重均顯著高于對(duì)照，單果重較對(duì)照增加67.98%，產(chǎn)量增加27.40%，土傳病害發(fā)病率減少15.69百分點(diǎn)。根據(jù)3種菌劑及其組合處理后的番茄植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量的平均隸屬度，可將不同處理對(duì)番茄植株生長(zhǎng)與產(chǎn)量的促進(jìn)作用進(jìn)行分別排名，綜合排序?yàn)門(mén)3>T4>T6>T2>T5>T1>T0。故T3適宜用于連作條件下的番茄栽培，在緩解土傳病害的同時(shí)促進(jìn)了番茄植株的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的增加。

2.2 不同菌劑及其組合對(duì)連作土壤酶活性的影響

T3與T0和T2的土壤脲酶活性呈顯著性差異。T3的土壤脲酶活性最高，T1、T4、T5和T6次之，T0和T2較低(圖1)。土壤過(guò)氧化氫酶活性以T3和T4最高，T0、T5和T6次之，T1和T2最低。土壤蔗糖酶活性以T3較高，T0、T2、T4和T6次之，T1和T5最低。土壤磷酸酶活性以T3最高，T2、T4和T6次之，T0、T1和T5較低。說(shuō)明這3種菌劑及其組合對(duì)土壤酶活性產(chǎn)生了一定影響，且多數(shù)為促進(jìn)作用。T3對(duì)土壤4種酶活性影響最大，在土壤基礎(chǔ)肥力相同的條件下，該差異主要來(lái)源于所施用的菌劑不同，但這種效果可能在中高肥力田塊才能顯現(xiàn)出來(lái)。

表1 不同菌劑對(duì)連作番茄生長(zhǎng)的影響

柱上無(wú)相同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。圖2同。圖1 不同菌劑對(duì)連作土壤酶活性的影響

2.3 不同菌劑及其組合對(duì)連作土壤微生物的影響

不同菌劑及其組合處理連作土壤后的土壤中細(xì)菌數(shù)量不同。T3處理最高，T1、T2和T4處理次之，T0、T5和T6最低(圖2)。不同菌劑及其組合處理連作土壤后的真菌數(shù)量也具有差異性。T1、T2和T6處理最高，T5處理最低，T2處理是T5處理的1.48倍。真菌數(shù)量從大到小依次為T(mén)2>T1>T6>T4>T0>T3>T5。土壤的放線菌數(shù)量，以T3處理最高，T0處理最低。土壤中細(xì)菌與真菌的比值，以T3處理最高(367.12)，T6處理最低(129.78)，兩者相差2倍多；從大到小依次為T(mén)3>T4>T5>T1>T2>T0>T6。以上結(jié)果說(shuō)明，這3種菌劑及其組合對(duì)土壤放線菌和真菌的數(shù)量影響不大，但顯著增加了細(xì)菌的數(shù)量，從而增大了細(xì)菌與真菌的比值。T6處理效果不理想，可能與菌劑施用時(shí)間較晚有關(guān)。

2.4 不同菌劑及其組合處理后的土傳病害與土壤酶活性、微生物數(shù)量相關(guān)性分析

由表2看出，土傳病害發(fā)病率與真菌數(shù)量呈正相關(guān)，與土壤酶活性和其他微生物數(shù)量呈負(fù)相關(guān)。各處理土壤酶活性之間呈正相關(guān)，其中磷酸酶與蔗糖酶呈顯著正相關(guān)。細(xì)菌數(shù)量與各處理土壤酶活性和其他微生物數(shù)量呈正相關(guān)。真菌數(shù)量與各處理土壤酶活性和放線菌數(shù)量呈負(fù)相關(guān)。放線菌數(shù)量與各處理土壤酶活性呈正相關(guān)。

圖2 不同菌劑對(duì)連作土壤微生物的影響

表2 土傳病害與土壤酶活性、微生物之間的相關(guān)系數(shù)

3 小結(jié)與討論

張玉紅[12]研究表明，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，配合施用微生物菌劑，能明顯促進(jìn)番茄植株的生長(zhǎng)發(fā)育，增加番茄果實(shí)的產(chǎn)量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，親土1號(hào)菌劑+地衣芽孢桿菌處理連作土壤，番茄植株生長(zhǎng)情況最好，株高、葉面積、單果重和產(chǎn)量均排名第一，土傳病害發(fā)病率也大幅降低。

微生物菌劑施入土壤后，會(huì)影響土壤酶的活性，后者是表征土壤肥力的重要指標(biāo)[13-14]。連作條件下，土壤中的蔗糖酶、脲酶、過(guò)氧化氫酶、磷酸酶等活性可能會(huì)下降[15-17]，影響設(shè)施番茄的生長(zhǎng)發(fā)育。本試驗(yàn)菌劑處理后，連作土壤中的這幾種酶活性差異明顯。親土1號(hào)菌劑+地衣芽孢桿菌處理的土壤磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性均為最高，表現(xiàn)優(yōu)于二者單獨(dú)處理的結(jié)果，但地衣芽孢桿菌單獨(dú)處理的結(jié)果優(yōu)于親土1號(hào)菌劑單獨(dú)處理。

研究表明，連作會(huì)使土壤有益微生物數(shù)量減少，病原微生物數(shù)量增多，土壤微生物群落從細(xì)菌主導(dǎo)型轉(zhuǎn)變?yōu)檎婢鲗?dǎo)型，造成土傳病害的發(fā)生，影響設(shè)施番茄的生長(zhǎng)發(fā)育[18]。前人研究發(fā)現(xiàn)，與番茄土傳病害有關(guān)的主要致病真菌有枯萎病菌、鐮刀菌、絲核菌、腐霉菌和黃萎輪枝孢等[19]。Borisade等[20]研究表明，引起番茄主要土傳病害之一的枯萎病的致病真菌就屬于鐮刀菌。本試驗(yàn)中，6個(gè)處理的土壤微生物群落都以細(xì)菌數(shù)量較多，其次是放線菌，最后是真菌。其中真菌數(shù)量最多的處理是親土1號(hào)菌劑+熒光假單孢桿菌，最少的是地衣芽孢桿菌+熒光假單胞桿菌處理。細(xì)菌/真菌的比值與土壤的地力呈正相關(guān)的關(guān)系[21-22]。6個(gè)處理中，親土1號(hào)菌劑+地衣芽孢桿菌處理的土壤細(xì)菌數(shù)量最多，細(xì)菌/真菌的比值最大，其次是地衣芽孢桿菌處理。說(shuō)明親土1號(hào)菌劑+地衣芽孢桿菌的土壤微生物系統(tǒng)趨好。

綜上所述，以親土1號(hào)菌劑+地衣芽孢桿菌處理的土壤細(xì)菌/真菌的比值最大，相關(guān)土壤酶活性最高，且番茄植株生長(zhǎng)狀況最好，產(chǎn)量最高，土傳病害發(fā)病率較低，說(shuō)明該處理對(duì)番茄生長(zhǎng)的促進(jìn)作用和對(duì)土壤環(huán)境的改善效果最佳，適用于緩解番茄連作土傳病害。