套作大蒜對(duì)溫室茄子根系土壤微生物及酶活性的影響

秦偉 陳昆 趙躍鋒

摘 要：為探尋溫室茄子套蒜栽培的最佳時(shí)期，以商茄1號(hào)和蒼山白皮蒜為試材，設(shè)置茄子移栽第1天、第15天、第30天3個(gè)大蒜定植時(shí)期進(jìn)行套作試驗(yàn)，以茄子單作作為對(duì)照，研究套作大蒜對(duì)溫室茄子根系土壤微生物及酶活性的影響。結(jié)果表明，在同一采樣時(shí)期，各處理茄子根系土壤細(xì)菌數(shù)量、磷酸酶和脲酶活性均表現(xiàn)為E1G1>E2G2>E3G3>CK，說(shuō)明套作大蒜的茄子根系細(xì)菌數(shù)量和土壤酶活性均高于對(duì)照，且隨著套作時(shí)間的推遲呈下降趨勢(shì)；真菌數(shù)量則相反，表現(xiàn)為CK>E3G3>E2G2>E1G1；隨著采樣時(shí)間的推遲，套作處理和對(duì)照茄子根系細(xì)菌數(shù)量呈先升高后降低的趨勢(shì)，均于85 d時(shí)達(dá)到最高，真菌數(shù)量和磷酸酶、脲酶活性則呈持續(xù)增加趨勢(shì)。綜合而言，套作大蒜可提高茄子根系土壤細(xì)菌數(shù)量和酶活性，有助于提高土壤肥力，同時(shí)可降低真菌數(shù)量，有助于促進(jìn)土壤改良，就土壤微生物及酶活性指標(biāo)而言，各套作處理以E1G1即茄子移栽第1天套作大蒜效果最佳。

關(guān)鍵詞：茄子；大蒜；套作；酶活；微生物；土壤

中圖分類(lèi)號(hào)：S641.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.012

Abstract： In order to explore the optimum period of garlic intercropping with eggplant in greenhouse， the experiment was conducted with Shangqie No. 1 and Cangshanbaipi garlic， three garlic intercropping stages were set， including the 1st， 15th and 30th day from eggplant transplanting date， and the eggplant monoculture was as control. The effects of garlic intercropping on soil microorganisms and enzyme activities of eggplant roots in greenhouse were studied. The results showed that at the same sampling period， the bacteria number， phosphatase and urease activities in eggplant roots were as follows： E1G1 > E2G2 > E3G3 > CK， indicating that the number of bacteria and soil enzyme activities in garlic intercropping treatments were decreased with the postpone of the intercropping date， and all the three treatments were higher than the CK. The fungi number in eggplant roots was as follows： CK> E3G3>E2G2> E1G1.Both in the garlic intercropping treatments and CK， the bacteria number in eggplant roots was increased first and then decreased with the delay in sampling time， and the highest value was at 85 days， while the fungi number， phosphatase and urease activity increased continuously. In conclusion， garlic intercropping could increase the soil bacteria number and enzyme activities in eggplant root system improving the soil fertility， and reduce the fungi number promoting soil improvement. According to soil microorganisms and enzyme activities analysis， E1G1 treatment was the optimal intercropping stage.

Key words： eggplant； garlic； intercropping； enzyme activity； microorganism； soil

通過(guò)日光溫室對(duì)茄子進(jìn)行反季節(jié)栽培是北方地區(qū)種植戶(hù)獲得高收益的重要途徑，但如果常年在同一個(gè)溫室種植茄子會(huì)出現(xiàn)連作障礙，而常年不變的栽培習(xí)慣和相對(duì)單一的品種種植又使土壤微生物種群結(jié)構(gòu)進(jìn)一步失衡，土壤鹽漬化加重，病蟲(chóng)害增加，作物品質(zhì)降低，阻礙了茄子的連年種植[1]。露地栽培可通過(guò)合理輪作減輕連作障礙[2]，但在溫室較難實(shí)現(xiàn)，而適宜的套作模式可通過(guò)改變溫室土壤的微環(huán)境來(lái)改良土壤結(jié)構(gòu)、保持土壤肥力。有研究表明，大蒜套作番茄[3]、甘藍(lán)[4]等作物，可顯著影響番茄的產(chǎn)量，甘藍(lán)田害蟲(chóng)數(shù)量等，有關(guān)套作大蒜和茄子方面，王夢(mèng)怡[5]研究了連續(xù)套作大蒜對(duì)大棚茄子的生態(tài)效應(yīng)，但有關(guān)大蒜不同套作時(shí)期對(duì)茄子根系土壤微生物和酶活性的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

本試驗(yàn)以大蒜和茄子為試材，研究大蒜不同套作時(shí)期對(duì)溫室茄子根系土壤微生物和酶活性的影響，以期為溫室茄子連年種植提供技術(shù)理論支持，為套作緩解連作障礙的機(jī)制提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試茄子品種為商丘市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所培育的商茄1號(hào)；大蒜品種為山東農(nóng)業(yè)大學(xué)提供的蒼山白皮蒜。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年10月—2018年2月在商丘市農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)大蒜套作茄子處理，分別為CK（無(wú)套作），E1G1為茄子移栽時(shí)（10月7日），E2G2為茄子移栽15 d后（10月22日），E3G3為茄子移栽30 d后（11月6日）套作。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，每小區(qū)長(zhǎng)×寬為7 m×3 m，共計(jì)21 m2，小區(qū)四周垂直深埋60 cm的塑料膜，小區(qū)間間隔100 cm。10月7日各小區(qū)移栽長(zhǎng)勢(shì)一致的4葉1心茄子幼苗，行距70 cm，株距40 cm，每小區(qū)種植3行；套作模式即在茄子兩側(cè)種植大蒜，大蒜與茄子行距25 cm。

用S形取樣法于E3G3處理套作后40 d（2017年12月15日），55 d（2017年12月30日），70 d（2018年1月14日），85 d（2018年1月29日）和100 d（2018年2月13日）各取樣1次，每次每小區(qū)取4個(gè)點(diǎn)并充分混勻，采用抖土法采集茄子根系土壤。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

采用稀釋平板計(jì)數(shù)法測(cè)定細(xì)菌和真菌數(shù)（cfu·g-1干土），每克樣品菌數(shù)=同一個(gè)稀釋度幾次重復(fù)的菌落平均數(shù)×V×稀釋倍數(shù)。

在特化液體培養(yǎng)基上對(duì)硝酸細(xì)菌和氨化細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)，采用最大或然計(jì)數(shù)法（MPN）測(cè)定根際土壤所含活菌數(shù)[3]。

脲酶活性測(cè)定采用靛酚比色法，磷酸酶活性測(cè)定采用磷酸苯二鈉法[4]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用DPS 7.02軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 套作大蒜對(duì)溫室茄子根系土壤細(xì)菌數(shù)量的影響

由表1可知，在同一采樣時(shí)間，各處理茄子根系土壤細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)為E1G1>E2G2>E3G3>CK，除100 d時(shí)E3G3處理與對(duì)照差異不顯著外，其他處理均與同一時(shí)期內(nèi)的對(duì)照差異間極顯著（P<0.01），且套作大蒜越早的茄子處理其細(xì)菌數(shù)量越高，這表明套作大蒜有利于溫室茄子植株根系土壤細(xì)菌數(shù)量的增加；隨著采樣時(shí)間的推遲，對(duì)照和套作處理茄子根系細(xì)菌數(shù)量均呈先增加后降低的趨勢(shì)，且均于85 d時(shí)達(dá)到峰值，此時(shí)E1G1、E2G2和E3G3處理細(xì)菌數(shù)量較對(duì)照分別增加83.98%，68.14%，41.18%。

2.2 套作大蒜對(duì)溫室茄子根系土壤真菌數(shù)量的影響

從表2可以看出，在同一采樣時(shí)期，各處理茄子根系土壤真菌數(shù)量表現(xiàn)為CK>E3G3>E2G2>E1G1，其中E1G1和E2G2處理在各采樣時(shí)間均極顯著低于對(duì)照（P<0.01），而E3G3除在40 d時(shí)與對(duì)照差異不顯著（P>0.05）外，其他采樣時(shí)間均顯著低于對(duì)照（P<0.05），表明套作大蒜可降低溫室茄子根系真菌數(shù)量；隨采樣時(shí)間的推遲，對(duì)照和套作處理均表現(xiàn)出逐漸升高的變化規(guī)律，其中，100 d時(shí)E1G1、E2G2、E3G3較對(duì)照分別降低了44.93%，14.68%和9.76%。

2.3 套作大蒜對(duì)溫室茄子根系土壤磷酸酶活性的影響

由表3可知，同一采樣時(shí)期內(nèi)，茄子根系土壤磷酸酶活性表現(xiàn)為E1G1>E2G2>E3G3>CK，40 d時(shí)E1G1處理顯著高于對(duì)照（P<0.05），其他處理與對(duì)照差異不顯著（P>0.05），其他采樣時(shí)間，除55 d時(shí)E3G3與對(duì)照差異不顯著（P>0.05）外，套作大蒜處理均顯著高于對(duì)照（P<0.05）；隨著采樣時(shí)間的推遲，套作處理和對(duì)照的磷酸酶活性均表現(xiàn)出逐漸升高的變化趨勢(shì)，100 d時(shí)，E1G1、E2G2、E3G3分別較對(duì)照提高了32.70%，18.24%，15.09%。

2.4 套作大蒜對(duì)溫室茄子根系土壤脲酶活性的影響

由表4可知，同一采樣時(shí)期內(nèi)，茄子根系土壤脲酶活性亦表現(xiàn)為E1G1>E2G2>E3G3>CK，40 d時(shí)，E1G1顯著高于對(duì)照（P<0.05），55 d時(shí)，E1G1和E2G2顯著高于對(duì)照（P<0.05），其他采樣時(shí)間，各套作處理均顯著高于對(duì)照（P<0.05），表明套作大蒜較茄子單作更有利于根系脲酶活性的提高；隨采樣時(shí)間的推遲，套作處理和對(duì)照茄子根系土壤脲酶活性均呈增加趨勢(shì)，100 d時(shí)，E1G1、E2G2、E3G3分別較對(duì)照提高了31.71%、24.39%和14.63%。

3 結(jié)論與討論

已有研究表明，土壤微生物活性水平可用土壤中真菌和細(xì)菌等主要微生物群體的組成及其數(shù)量的變化進(jìn)行表征[6-7]，其菌群比例的變化又被作為衡量土壤肥力狀況的重要指標(biāo)之一。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著采樣時(shí)間的推遲，對(duì)照和套作處理茄子根際土壤細(xì)菌表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，而真菌數(shù)量表現(xiàn)為逐漸增加的變化趨勢(shì)；在同一采樣時(shí)期，套作大蒜處理的真菌數(shù)量均低于對(duì)照，而細(xì)菌數(shù)量均高于對(duì)照，其中真菌數(shù)量隨大蒜套作時(shí)間的推遲（由移栽1 d、15 d至30 d）呈增加趨勢(shì)，而細(xì)菌數(shù)量則呈減少趨勢(shì)。根際土壤細(xì)菌數(shù)量的增加表明植株根系土壤肥力增加，而真菌數(shù)量的降低反映出土壤性狀的改良，這不僅有利于提高植株根系對(duì)外界養(yǎng)分的吸收能力，還可以減少病害的發(fā)生[8]。而徐金強(qiáng)等[9]研究認(rèn)為，大蒜秸稈在增加溫室番茄根際土壤細(xì)菌數(shù)量的同時(shí)，也促進(jìn)了真菌數(shù)量的提高，與本試驗(yàn)結(jié)果不一致，可能是由于土壤細(xì)菌和真菌對(duì)不同植物間的套作存在不同的響應(yīng)機(jī)制。

土壤酶是土壤中最活躍的有機(jī)成分之一，對(duì)土壤物質(zhì)循環(huán)、養(yǎng)分釋放及土壤代謝有重要的影響。有研究得出，土壤微生物數(shù)量與土壤酶活性具有一定的相關(guān)關(guān)系，如脲酶活性與土壤微生物數(shù)量具有正相關(guān)性[10]，脲酶、蔗糖酶（轉(zhuǎn)化酶）和過(guò)氧化氫酶與微生物的活動(dòng)線(xiàn)性正相關(guān)[11]。張昱[12]研究認(rèn)為，套作蒜苗的玉米植株根系磷酸酶和蔗糖酶活性均高于玉米單作。閆偉明等[13]研究指出，套作大蒜可提高大棚番茄根系脲酶、磷酸酶和蔗糖酶等酶的活性，并可提高堿解氮和速效磷含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，E1G1，E2G2和E3G3處理茄子根系土壤磷酸酶和脲酶活性均高于單作茄子對(duì)照，且均隨著大蒜套作時(shí)間的推遲呈下降趨勢(shì)，即套作越早，土壤磷酸酶和脲酶活性越高，可能是因?yàn)榇笏舛ㄖ矔r(shí)期越早植株根系越發(fā)達(dá)，根系分泌物相對(duì)旺盛，而根系分泌物可通過(guò)為根際微生物提供纖維素、糖類(lèi)等養(yǎng)分來(lái)改變根際微環(huán)境，間接提高土壤酶活性，脲酶活性的提高加快了土壤中有機(jī)氮的轉(zhuǎn)化速率，磷酸酶活性的增加加快了土壤有機(jī)磷的礦化，氮磷元素的有效利用為茄子形態(tài)建成和后期豐產(chǎn)奠定了條件[14]。

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