慕瑞瑞 翟雪寧 李海健

海原縣農(nóng)業(yè)綜合執(zhí)法大隊(duì)，寧夏 海原 755299

0 引言

番茄（Solanum lycopersicumL.）是茄科茄屬一年生草本植物，果實(shí)含有豐富的胡蘿卜素、維生素C和B族維生素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，既可作蔬菜也可作水果，還可用來制作番茄醬、番茄汁等。此外，番茄富含番茄紅素，具有抗氧化、降血壓、清熱解毒的功效，可用于制作保健品，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，是我國(guó)一種重要的經(jīng)濟(jì)作物。

在番茄種植過程中，土壤質(zhì)量對(duì)番茄植株的生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要影響。長(zhǎng)期連作及不合理的土壤管理會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降和病蟲害滋生，限制番茄的生長(zhǎng)發(fā)育。因此，尋找一種有效的土壤改良方法，對(duì)于促進(jìn)番茄種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。內(nèi)生真菌作為一類與植物根系共生的微生物，在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用［1-2］。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，深色有隔內(nèi)生真菌能夠與番茄根系建立良好的共生關(guān)系，可通過與植株共享營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、提供其他生態(tài)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤環(huán)境的改善［3］。基于此，筆者研究深色有隔內(nèi)生真菌對(duì)番茄種植土壤的改良效果，旨在揭示深色有隔內(nèi)生真菌在番茄種植土壤改良中的潛力，為番茄種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

筆者于2022 年4 月12 日從上海保藏生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)卷枝毛霉菌株（型號(hào)為MC223），供試番茄品種為牛排番茄。番茄品種的選擇基于研究需要，并符合試驗(yàn)的邏輯和要求，適配試驗(yàn)地的氣候及土壤條件［4］。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于北京市，海拔42.5～56.3 m，屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有明顯的四季變化。試驗(yàn)地土壤類型主要為黃壤。黃壤富含有機(jī)質(zhì)，保水性好，具有較強(qiáng)的肥力和良好的通氣性，適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)。試驗(yàn)地地勢(shì)較為平坦，沒有明顯的山脈或丘陵，周邊有小規(guī)模的起伏地形；有小溪流或排水溝，可用于試驗(yàn)地的灌溉和排水。

1.3 試驗(yàn)方法

將供試菌株進(jìn)行培養(yǎng)和擴(kuò)增后，得到1×107個(gè)/mL的孢子懸浮液。

將番茄種植區(qū)分為試驗(yàn)組和對(duì)照組（面積均為100 m2），試驗(yàn)組和對(duì)照組分別重復(fù)3次，共計(jì)6個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。筆者于2022 年4 月15 日對(duì)試驗(yàn)組土壤進(jìn)行接種處理，在每平方米土壤中直接均勻潑灑100 mL 供試菌株孢子懸浮液，對(duì)照組土壤則不進(jìn)行接種處理；隨后將事先培育好的番茄苗移栽至試驗(yàn)小區(qū)，密度為3 株/m2，株距為80 cm。番茄以直立方式種植，并用豎立支架支撐植株。在整個(gè)試驗(yàn)期間，對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組的番茄植株進(jìn)行相同的管理和觀察，包括定期澆水、施肥和記錄植株的生長(zhǎng)情況［5］。

1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法

筆者于2022 年4 月25 日，分別從試驗(yàn)組和對(duì)照組隨機(jī)選取5 點(diǎn)進(jìn)行土壤取樣，樣本編號(hào)分別為1、2、3、4、5，記錄每個(gè)取樣點(diǎn)的位置，并對(duì)收集的土壤樣品進(jìn)行以下指標(biāo)測(cè)定。

1.4.1 土壤養(yǎng)分

使用凱氏定氮法測(cè)量土壤樣品中可供植物吸收的有效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)；使用酸解法測(cè)量土壤樣品中可供植物吸收的有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)；使用火焰光度法測(cè)量土壤樣品中可供植物吸收的有效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.4.2 土壤孔隙度

將土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，放入105 ℃烘箱中進(jìn)行烘干處理，直到土壤樣品的質(zhì)量保持恒定，稱量土壤樣品質(zhì)量；將烘干后的土壤樣品放入量筒中，記錄土壤樣品體積；根據(jù)土壤樣品的質(zhì)量和體積計(jì)算孔隙度。

1.4.3 土壤菌落數(shù)

從待測(cè)土壤樣品中取適量樣品，在Tuttnauer 2540E Autoclave 無(wú)菌操作臺(tái)上進(jìn)行處理，得到土壤浸出液；準(zhǔn)備適宜的培養(yǎng)基，并使用無(wú)菌移液器在培養(yǎng)基上均勻涂抹稀釋后的土壤浸出液；將培養(yǎng)皿放置在Thermo Fisher Scientific Heraeus BBD 6220 恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h，溫度設(shè)置為20～37 ℃，相對(duì)濕度設(shè)置為95%，pH 值設(shè)置為7.2～7.4；使用Interscience Scan? 100 菌落計(jì)數(shù)器和OM136C-XSP2 放大鏡對(duì)培養(yǎng)皿中的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)。在整個(gè)過程中，須使用無(wú)菌操作工具和無(wú)菌操作臺(tái)，以避免外源微生物的污染。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 軟件和SPSS 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 深色有隔內(nèi)生真菌對(duì)番茄種植土壤養(yǎng)分的影響

由表1可知，試驗(yàn)組5個(gè)取樣點(diǎn)土壤有效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%～0.20%，平均值為0.16%；對(duì)照組5 個(gè)取樣點(diǎn)土壤有效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%～0.12%，平均值為0.10%。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組土壤有效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，但未超過0.20%，更有利于番茄生長(zhǎng)。

表1 土壤養(yǎng)分測(cè)定結(jié)果 %

由表1可知，試驗(yàn)組5個(gè)取樣點(diǎn)土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%～0.18%，平均值為0.15%；對(duì)照組5 個(gè)取樣點(diǎn)土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%～0.15%，平均值為0.12%。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，可以更有效地促進(jìn)番茄生長(zhǎng)。

由表1可知，試驗(yàn)組5個(gè)取樣點(diǎn)土壤有效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.49%～1.82%，平均值為1.65%；對(duì)照組5個(gè)取樣點(diǎn)土壤有效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.33%～1.77%，平均值為1.54%。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組土壤有效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，能更好地滿足番茄生長(zhǎng)過程中對(duì)鉀元素的需求。

綜上，試驗(yàn)組土壤有效氮、有效磷、有效鉀等質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，而對(duì)照組土壤有效氮、有效磷、有效鉀等質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較低，表明深色有隔內(nèi)生真菌對(duì)番茄種植土壤養(yǎng)分有明顯影響。原因可能是深色有隔內(nèi)生真菌可以分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)，從而提高土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.2 深色有隔內(nèi)生真菌對(duì)番茄種植土壤孔隙度的影響

由表2 可知，試驗(yàn)組5 個(gè)取樣點(diǎn)土壤孔隙度為49.5%～54.6%，平均值為52.3%；對(duì)照組5 個(gè)取樣點(diǎn)土壤孔隙度為40.5%～49.8%，平均值為43.5%；試驗(yàn)組土壤孔隙度明顯高于對(duì)照組。這說明深色有隔內(nèi)生真菌的存在能夠提高番茄種植土壤的孔隙度，能增強(qiáng)土壤的通氣性和水分保持能力，進(jìn)而促進(jìn)植株根系生長(zhǎng)和根系對(duì)水分與養(yǎng)分的吸收，有利于番茄植株生長(zhǎng)發(fā)育。

表2 土壤孔隙度測(cè)定結(jié)果 %

2.3 深色有隔內(nèi)生真菌對(duì)番茄種植土壤菌落數(shù)的影響

由表3 可知，試驗(yàn)組5 個(gè)取樣點(diǎn)土壤菌落數(shù)為8～12 CFU/g，平均值為10 CFU/g；對(duì)照組5 個(gè)取樣點(diǎn)土壤菌落數(shù)為47～55 CFU/g，平均值為50 CFU/g。試驗(yàn)結(jié)果表明，施用深色有隔內(nèi)生真菌的土壤的菌落數(shù)較少，未施用深色有隔內(nèi)生真菌的土壤的菌落數(shù)較多。這說明深色有隔內(nèi)生真菌的存在會(huì)對(duì)其他細(xì)菌、真菌等產(chǎn)生一定的抑制作用，能夠減少其他細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)和繁殖，從而減少土壤中菌落的數(shù)量。這種抑制作用有助于降低番茄植株受到其他細(xì)菌、真菌等感染的風(fēng)險(xiǎn)，有利于植株健康生長(zhǎng)。

表3 土壤菌落數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 CFU/g

3 結(jié)論與討論

氮元素可使番茄生長(zhǎng)旺盛，有利于花芽分化、發(fā)育和果實(shí)膨大。磷元素有利于番茄植株根系生長(zhǎng)，對(duì)花芽分化發(fā)育有明顯作用，可加速植株開花結(jié)果，增加番茄產(chǎn)量，提高果實(shí)品質(zhì)。缺磷時(shí)，番茄植株生長(zhǎng)會(huì)受到抑制，造成果實(shí)成熟延遲，果實(shí)含糖量降低，果實(shí)產(chǎn)量也會(huì)受到影響；缺磷嚴(yán)重時(shí)，番茄葉背呈紫紅色，根系不發(fā)達(dá)，且有落花現(xiàn)象。鉀元素能提高番茄的抗病性，使果實(shí)著色均勻，減少落花落果，提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。由此可見，氮元素、磷元素、鉀元素對(duì)番茄生長(zhǎng)具有重要作用。此次試驗(yàn)結(jié)果表明，施用深色有隔內(nèi)生真菌明顯提高了番茄種植土壤有效氮、有效磷、有效鉀等質(zhì)量分?jǐn)?shù)，說明施用深色有隔內(nèi)生真菌可明顯提高番茄種植土壤養(yǎng)分含量，更有利于番茄生長(zhǎng)。

土壤孔隙度是一項(xiàng)非常重要的土壤理化指標(biāo)，植物生長(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分大多是通過土壤孔隙系統(tǒng)貯存、移動(dòng)及向根部供應(yīng)。土壤孔隙還直接影響植株的定植和根系在土體中的穿插和延伸及土壤的通氣、透水等，對(duì)植物的生長(zhǎng)影響較大。此次試驗(yàn)結(jié)果表明，施用深色有隔內(nèi)生真菌的土壤的孔隙度明顯高于未施用深色有隔內(nèi)生真菌的土壤，說明施用深色有隔內(nèi)生真菌有助于提高土壤的通氣性、水分滲透性，能促進(jìn)根系的生長(zhǎng)發(fā)育。

深色有隔內(nèi)生真菌可通過菌絲網(wǎng)絡(luò)與植物根系相連，與植物根系形成共生關(guān)系。這種共生關(guān)系可以為植物提供保護(hù)作用，抵抗一些土傳病原菌的侵害。此次試驗(yàn)結(jié)果表明，施用深色有隔內(nèi)生真菌的土壤中的菌落較少，說明深色有隔內(nèi)生真菌可抑制其他細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)，從而降低植物感染病害的風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，施用深色有隔內(nèi)生真菌對(duì)番茄種植土壤有一定的改良效果，能夠提高土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，減少土壤中的菌落數(shù)量，從而為番茄的生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境條件。此次研究結(jié)果對(duì)于在番茄種植中推廣應(yīng)用深色有隔內(nèi)生真菌具有一定意義，為改善土壤質(zhì)量、提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì)提供了有益參考。在未來的研究中，可以進(jìn)一步探索深色有隔內(nèi)生真菌與番茄植株的互作機(jī)制，深入研究其對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響，并探索深色有隔內(nèi)生真菌在其他農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力。