摘 要：在隴東黃土高原蘋果樹5年生矮化密植園，采用自動灌溉系統(tǒng)控制3個土壤含水量（高70%～80%、中50%～60%、低30%～40%），研究3種土壤含水量條件下，3類土壤菌（細菌、真菌、放線菌）在0～20 cm、20～40 cm土層內(nèi)的數(shù)量，4類土壤酶（過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶）的活性以及酶活性與菌類數(shù)量的相關(guān)性。結(jié)果表明，土壤細菌、真菌、放線菌的數(shù)量均隨土壤含水量梯度的下降而減少，20～40 cm土層中，含水量70%～80%處理的細菌、真菌、放線菌的數(shù)量均顯著高于50%～60%、30%～40%含水量處理。土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶的活性均隨土壤含水量梯度的下降呈下降趨勢；0～20 cm土層的土壤酶活性高于20～40 cm土層；含水量70%～80%處理的脲酶活性顯著高于其他兩個處理；土壤酶活性的高低與菌類數(shù)量有關(guān)，過氧化氫酶活性與細菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)，脲酶活性與放線菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)，蔗糖酶活性與真菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)，堿性磷酸酶活性與細菌、放線菌數(shù)量均呈顯著正相關(guān)。綜合來看，含水量70%～80%處理的土壤菌類數(shù)量多、酶活性高。

關(guān)鍵詞：矮化密植蘋果園；土壤含水量；土壤菌類；土壤酶活性

中圖分類號： S661.1" 文獻標(biāo)識碼： A

文章編號： 1002-2910（2024）02-0016-05

收稿日期：2023-11-10

基金項目：甘肅省平?jīng)鍪锌萍加媱濏椖俊爸性缡焯O果品種引進篩選與示范推廣”（PL-STK-2022A-024）、“果園生草養(yǎng)地配套栽培模式研究”（PL-STK-2022A-074）。

*通訊作者：張彪（1986-），男，甘肅白銀人，副研究員，從事果樹栽培及示范推廣工作。E-mail：894471149@qq.com

作者簡介：楊喜盟（1993-），女，陜西咸陽人，助理研究員，從事果樹生理生態(tài)與高效栽培方面的研究工作。E-mail：876897179@qq.com

Effects of soil water content on soil microorganisms and enzyme activities in dwarf close-planted apple orchard

YANG Ximeng， ZHANG Biao*， LI Jiali， CAO Yafeng

（Pingliang Academy of Agricultural Sciences， Pingliang， Gansu 744000， China）

Abstract：Three soil water contents （high 70%～80%， medium 50%～60% and low 30%～40%） were controlled by automatic irrigation system in a 5-year dwarf close-planted apple orchard on the Loess Plateau of Longdong. The abundance of 3 types of soil microorganisms （bacteria， fungi， actinomyces） in 0～20 cm and 20～40 cm soil layers， the activities of 4 types of soil enzymes （catalase， urease， sucrase， alkaline phosphatase）， and the correlation between enzyme activities and the number of microorganisms. The results showed that the number of three types of soil microorganisms decreased with the decrease of soil water content gradients. In the 20～40 cm soil layer， the number of bacteria， fungi， and actinomycetes in the 70%～80% water content treatment was significantly higher than that in the 50%～60% and 30%～40% water content treatments. The activities of soil catalase， urease， sucrase， and alkaline phosphatase all showed a decreasing trend with the decrease of the three soil water content gradients. The soil enzyme activity in 0～20 cm soil layer was higher than that in 20～40 cm soil layer. The urease activity of 70%～80% water content treatment was significantly higher than the other two treatments. The level of soil enzyme activity was related to the number of fungi， and the catalase activity was significantly positively correlated with the number of bacteria. Urease activity was significantly positively correlated with the number of actinomyces， sucrase activity was significantly positively correlated with the number of fungi， and alkaline phosphatase activity was significantly positively correlated with the number of bacteria and actinomyces. In summary， the soil microorganisms treated with 70%～80% water content were abundant and the enzyme activity was high.

Key words：dwarf close-planted apple orchards; soil water content; soil fungi; soil enzyme activity

甘肅省是中國高海拔優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)大省，以隴東黃土高原為代表的蘋果新興優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)的果品果個大、糖度高、顏色艷、硬度高、貯存久、貨架期長、品質(zhì)上等，深受廣大消費者和客商的喜愛［1-3］。矮化密植是世界蘋果栽培的主趨勢，矮化密植栽培模式對果園的肥水條件及管理技術(shù)要求較高［4］，在甘肅省起步較晚，近年來在隴東地區(qū)開始呈現(xiàn)規(guī)模的擴張，以慶陽寧縣，平?jīng)鲮`臺縣、崇信縣、崆峒區(qū)發(fā)展面積突出［5］。

土壤微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)植物多樣性和生產(chǎn)力的重要驅(qū)動者，直接參與植物獲得養(yǎng)分和土壤養(yǎng)分循環(huán)兩個過程，是構(gòu)成土壤肥力的重要因素［6］，土壤酶參與土壤中各種化學(xué)反應(yīng)和生物化學(xué)過程，其活性能反映土壤微生物活性的高低，能表征土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和運移能力的強弱，是評價土壤肥力的重要參數(shù)之一［7］。土壤水分與土壤微生物關(guān)系密切，筆者通過自動灌溉系統(tǒng)對矮化密植蘋果園土壤水分含量進行控制，果實采收后測定土壤微生物及酶活性，分析不同土壤水分對園地土壤微生物及酶活性的影響，為隴東矮化密植蘋果園在土壤水分管理及微生物群落結(jié)構(gòu)改善方面提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地處于甘肅省平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)白水鎮(zhèn)馬蓮村，為平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院崆峒試驗站矮化密植蘋果示范園，東經(jīng)106°57'，北緯35°27'，海拔1 192 m。年平均氣溫8.7 ℃，最高溫32.5 ℃，最低溫-15.4 ℃，年平均降水量516.7 mm，日照2 378.6 h，無霜期145 d。土壤為新積土（類）、石灰性沖積壤土（屬）、黃淤土（種），含有機質(zhì)20.53 g/kg、全氮1.00 g/kg、全磷0.72 g/kg、全鉀20.80 g/kg、速效氮120.00 mg/kg、速效磷6.20 mg/kg、速效鉀100.39 mg/kg，pH值7.68。

栽植蘋果嫁接苗，品種為煙富3，砧木為M9T337矮化自根砧，株行距1 m×3.5 m，樹齡5年，平均樹高3.5 m，高紡錘形樹形，立支柱栽培。樹體整齊，生長勢一致。

1.2 試驗設(shè)計與方法

試驗于2022年4～11月進行。試驗設(shè)3個土壤含水量處理：處理Ⅰ，土壤相對含水量70%～80%；處理Ⅱ，土壤相對含水量50%～60%；處理Ⅲ，土壤相對含水量30%～40%。每處理5株樹為一處理小區(qū)，計9個處理小區(qū)。重復(fù)3次，共45株樹，隨機區(qū)組排列。

于果樹萌芽時（3月23日）開始控制土壤水分，采用土壤水分感應(yīng)器、太陽能自動灌溉控制器（GG-001，上海艾美克電子有限公司）、電磁閥、滴灌設(shè)備組成的自動節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)進行不同土壤水分控制，當(dāng)感應(yīng)器監(jiān)測到土壤水分含量小于設(shè)定的下限閾值或大于設(shè)定的上限閾值時，隨即通過電磁閥開或關(guān)進行控制灌水，持續(xù)到果實成熟采收后（10月20日）結(jié)束，田間其他管理一致。

1.3 樣品采集與處理

果實成熟采收后，每處理小區(qū)采用5點取樣法。用土鉆采集0～ 20 cm、20～40 cm土層的樣品，剔除石礫和植物殘根等雜物。每處理的3小區(qū)5點的土樣混合，分成2份放入無菌的自封袋中帶回實驗室。一份置于4 ℃冰箱待測土壤微生物測定；一份于室內(nèi)自然風(fēng)干，剔除雜物，過2 mm篩，待測土壤酶活性［8］。

1.4 測定指標(biāo)及方法

土壤微生物數(shù)量。微生物數(shù)量統(tǒng)計用平板稀釋法，用牛肉膏蛋白胨、孟加拉紅、高氏合成Ⅰ號瓊脂培養(yǎng)基分別進行細菌、真菌、放線菌的培養(yǎng)。細菌稀釋梯度為1×10-3，真菌稀釋梯度1×10-1，放線菌稀釋梯度1×10-4，每個稀釋梯度做3次重復(fù)。試驗所需培養(yǎng)基及器具均在高壓蒸汽滅菌器中滅菌后使用，全程實驗操作均在超凈工作臺中（酒精燈火焰旁）進行。后置于26 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1～5 d進行統(tǒng)計土壤微生物數(shù)量，以每克土壤（干重）形成的菌落數(shù)表示［9］。

土壤酶活性。土壤脲酶活性用靛酚比色法測定，以每克土在37 ℃下24 h內(nèi)土壤中NH3-N的毫克數(shù)表示；過氧化氫酶活性用高錳酸鉀滴定法測定，以每克土在20 min內(nèi)消耗0.02 mol/L高錳酸鉀的毫升數(shù)表示；蔗糖酶活性用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，以每克土在37 ℃下24 h內(nèi)土壤中葡萄糖的毫克數(shù)表示；堿性磷酸酶活性用磷酸苯二鈉比色法測定，以每克土在37 ℃下24 h內(nèi)土壤中酚的毫克數(shù)表示［10］。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016進行處理與繪圖，用SPSS 26.0進行差異顯著性檢驗（Duncan新復(fù)極差法）和相關(guān)性分析（Pearson）。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量對土壤菌類數(shù)量的影響

由圖1可以看出，矮化密植蘋果園的土壤細菌、真菌、放線菌3種菌的菌落數(shù)量分布，細菌數(shù)量占土壤3種菌總數(shù)的90%左右。在0～20 cm、20～40 cm兩個土層中，隨著土壤含水量的下降，3種菌的數(shù)量均呈下降趨勢（圖1）。0～20 cm中的菌類數(shù)量多于20～40 cm中菌類的數(shù)量（圖2）。

土壤細菌數(shù)量。0～20 cm土層中，含水量處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的細菌數(shù)無顯著差異；20～40 cm土層中，

含水量70%～80%的顯著高于含水量50%～60%和30%～40%的；含水量50%～60%和30%～40%的細菌數(shù)量，0～20 cm土層的顯著高于20～40 cm土層的。

土壤真菌數(shù)量。0～20 cm土層中，含水量70%～80%的顯著高于50%～60%和30%～40%的；20～40 cm土層中，含水量70%～80%和50%～60%的顯著高于含水量30%～40%的；不同含水量處理的真菌數(shù)量，0～20 cm土層的均顯著高于20～40 cm土層的。

土壤放線菌數(shù)量。0～20 cm土層中，含水量處理70%～80%和50%～60%的顯著高于含水量30%～40%的；20～40 cm土層中含水量70%～80%的顯著高于50%～60%和30%～40%的；含水量70%～80%和50%～60%的放線菌數(shù)量，0～20 cm土層的顯著高于20～40 cm土層的。

2.2 土壤含水量對土壤酶活性的影響

由圖3中4個分圖可以看出，矮化密植蘋果園土壤中4種酶過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶的活性均隨著土壤含水量3個梯度的下降呈下降趨勢；0～20 cm的4種酶的活性高于20～40 cm的4種酶的活性。

土壤過氧化氫酶活性。在0～20 cm土層中，3個土壤含水量處理間均無顯著差異；在20～40 cm土層中，含水量70%～80%顯著高于含水量30%～40%處理，與含水量50%～60%處理無顯著差異。在3種含水量處理下，過氧化氫酶活性，在0～20 cm土層均顯著高于20～40 cm土層。

土壤脲酶活性。不同土層中土壤含水量70%～80%處理的均顯著高于其他兩個處理；含水量50%～60%處理的脲酶活性，0～20 cm顯著高于20～40 cm。

土壤蔗糖酶活性。土壤含水量70%～80%處理的均顯著高于含水量30%～40%處理，均與含水量50%～60%處理無顯著差異；土壤3個含水量處理的蔗糖酶活性，0～20 cm均顯著高于20～40 cm。

土壤磷酸酶活性。土壤3個含水量處理之間均無顯著差異；含水量30%～40%處理的磷酸酶活性，0～20 cm的顯著高于20～40 cm。

2.3 土壤酶活性與土壤菌類數(shù)量的相關(guān)性

采用皮爾遜雙變量相關(guān)性分析土壤酶活性的高低與菌類數(shù)量多少的相關(guān)性，結(jié)果如表1所示，過氧化氫酶活性與細菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)；脲酶活性與放線菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)；蔗糖酶活性與真菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)；堿性磷酸酶活性與細菌、放線菌數(shù)量均呈顯著正相關(guān)。

3 小結(jié)與討論

菌類作為土壤生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成者，其數(shù)量直接影響土壤的透氣性、養(yǎng)分多少、生化活性等，對植物生長起著非常重要的作用。土壤菌類的數(shù)量受到氣候條件、土壤養(yǎng)分狀況和植被等多種因素的影響［11，12］。土壤酶作為土壤生化特征的重要組分，是促進腐殖質(zhì)、枯落物及各種有機化合物分解與合成的具有生物活性的蛋白質(zhì)。土壤酶活性隨著土壤菌類數(shù)量的增加而提高，植株的抗性相繼增強［13，14］。

本研究發(fā)現(xiàn)，3種土壤含水量處理下，隨著土壤含水量的降低，0～20 cm、20～40 cm土層中的菌落數(shù)均減少，土壤酶活性均降低，以土壤含水量70%～80%時菌落數(shù)量最多，土壤酶活性最高。土壤菌類數(shù)量總體表現(xiàn)為細菌＞放線菌＞真菌，這與寇建村［15］、徐田偉［16］、劉業(yè)萍［17］、樊建瓊［18］、姜莉莉［19］等研究均一致，3種土壤含水量處理下，0～20 cm比20～40 cm土層中的菌類數(shù)量多，土壤酶活性高；土壤含水量對放線菌菌落數(shù)、脲酶活性、20～40 cm土層土壤中的真菌菌落數(shù)、蔗糖酶活性有極顯著的影響；土壤脲酶活性與放線菌數(shù)量、蔗糖酶活性與真菌數(shù)量均存在極顯著的正相關(guān)，維持自根砧矮化密植蘋果園土壤微生物及酶活性最佳狀態(tài)的土壤相對含水量為70%～80%。

參考文獻：

［1］ 王錦鋒. 甘肅隴東不同地域長富2號蘋果果實品質(zhì)的比較［J］. 中國果樹， 2022（4）：59-64.

［2］ 李鳳龍. 部分蘋果品種在隴東地區(qū)的矮化栽培評價［D］. 楊凌： 西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2021.

［3］ 慕鈺文， 馮毓琴， 張永茂， 等. 隴東地區(qū)蘋果矮砧密植栽培現(xiàn)狀及發(fā)展建議［J］. 甘肅農(nóng)業(yè)科技， 2017（4）：62-65.

［4］ 韓明玉. 蘋果矮砧集約栽培技術(shù)模式芻議［J］. 中國果樹， 2015（3）：76-79.

［5］ 陳鵬， 靳托托. 甘肅蘋果矮化密植栽培調(diào)查及思考［J］. 果樹資源學(xué)報， 2020， 1（4）：23-25.

［6］ 沈仁芳， 趙學(xué)強. 土壤微生物在植物獲得養(yǎng)分中的作用［J］. 生態(tài)學(xué)報， 2015， 35（20）：6584-6591.

［7］ PAZ J M D， HORRA A M， PEUZZO L. Soil quality： a new indexbased on microbiological and biochemical parameters［J］. Biologyand Fertility of Soils， 2002， 35（4）：302-306.

［8］ 李旺霞， 陳彥云， 陳科元， 等. 不同覆膜栽培對馬鈴薯土壤酶活性和土壤微生物的影響［J］. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2015， 28（5）：2155-2156.

［9］ 趙亞麗， 郭海斌， 薛志偉， 等. 耕作方式與秸稈還田對土壤微生物數(shù)量、酶活性及作物產(chǎn)量的影響［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報， 2015（6）：1785-1792.

［10］ 關(guān)松蔭. 土壤酶及其研究方法［M］. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 1986：274-332.

［11］ 吳紅英， 孔云， 姚允聰， 等. 間作芳香植物對沙地梨園土壤微生物數(shù)量與土壤養(yǎng)分的影響［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010， 43（1）：140-150.

［12］ 劉磊， 李彩鳳， 郭廣昊， 等. NaCl+Na2SO4脅迫對甜菜根際土壤微生物數(shù)量及酶活性的影響［J］. 核農(nóng)學(xué)報， 2016， 30（10）：2033-2040.

［13］ 蘇婷， 徐紅星， 韓海亮， 等. 褐飛虱脅迫對不同抗性水稻品種根際土壤酶活性和微生物含量的影響［J］. 中國水稻科學(xué)， 2014， 28（3）：322-326.

［14］ 呂鳳蓮. N添加對油松幼苗土壤酶活性和微生物特征的影響［D］. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2015.

［15］ 寇建村， 楊文權(quán)， 韓明玉， 等. 行間種植豆科牧草對蘋果園土壤微生物區(qū)系及土壤酶活性的影響［J］. 草地學(xué)報， 2013， 21（4）：676-682.

［16］ 徐田偉， 杜國棟， 馬懷宇， 等. 生草蘋果園土壤微生物及酶活性變化特征［J］. 北方園藝， 2018（11）：118-124.

［17］ 劉業(yè)萍， 毛云飛， 胡艷麗， 等. 蘋果園生草對土壤微生物多樣性、酶活性及碳組分的影響［J］. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報， 2021， 27（10）：1792-1805.

［18］ 樊建瓊， 王延平， 韓明玉， 等. 土壤管理方式對蘋果園土壤有機質(zhì)含量和酶活性及微生物數(shù)量的影響［J］. 北方園藝， 2013（24）：172-175.

［19］ 姜莉莉， 宮慶濤， 武海斌， 等. 不同生草處理對蘋果園土壤微生物群落的影響［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報， 2019， 30（10）：3482-3490.