生物有機肥對金葉女貞根際微環(huán)境和枯萎病的影響

黃金鳳

(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑設(shè)計與裝飾學(xué)院，江蘇徐州 221116)

金葉女貞屬木犀科女貞屬，是我國最常見的城市綠化植物[1]?？菸∈且环N較為常見的真菌性病害，對金葉女貞植株危害嚴(yán)重[2]。近年來，金葉女貞施肥主要以無機肥料為主，長期使用不僅會造成土壤微生態(tài)環(huán)境的惡化，而且還會導(dǎo)致枯萎病病害的日益嚴(yán)重，因此尋找無機肥的替代品已成為亟須解決的關(guān)鍵問題[3]。生物有機肥是將腐熟有機肥和具有特定功能的微生物復(fù)合從而形成的一種新型肥料，兼具微生物菌肥和有機肥的優(yōu)點[4]。栗方亮等研究認(rèn)為，無機肥過量施用可導(dǎo)致土壤微生物區(qū)系變化和生態(tài)功能的衰減[5]；袁英英等研究表明，施用生物有機肥可對土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)進行調(diào)控，增強微生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抑病性，減少番茄青枯病的發(fā)生[6]；張麗榮等研究表明，施用生物有機肥可提高土壤肥力，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高馬鈴薯產(chǎn)量，減輕黑痣病的發(fā)生[7]；孫家駿等研究表明，施用生物有機肥可刺激土壤中微生物的活動，顯著提高土壤酶活性，有效改善土壤微生物的群落功能[8]；荊瑞勇等研究認(rèn)為，施用生物有機肥可顯著提高盆栽小白菜的土壤酶活性，有效改善土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)[9]；趙蘭鳳等研究表明，施用生物有機肥可提高香蕉根際微生物的活性，枯萎病發(fā)病時間推遲、防病效果提升[10]；曹群等研究表明，施用生物有機肥可顯著增加土壤細(xì)菌及放線菌數(shù)量，顯著降低真菌及尖孢鐮刀菌數(shù)量，土壤酶活性及肥力顯著提升，冬瓜枯萎病病害顯著降低[11]。目前，關(guān)于生物有機肥的研究大多集中在大田作物上，而施用生物有機肥對綠化植物尤其是對金葉女貞根際微環(huán)境及枯萎病防治的影響尚未見相關(guān)報道。因此，本研究以金葉女貞為試材，通過盆栽的方式研究施用生物有機肥對金葉女貞根際微環(huán)境和枯萎病防治效果的影響，以期為改善金葉女貞的土壤生態(tài)環(huán)境和科學(xué)防治枯萎病提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試枯萎病病原菌、解淀粉芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌均購自中國科學(xué)院微生物研究所；供試無機肥為史丹利無機復(fù)合肥；傳統(tǒng)有機肥為當(dāng)?shù)爻Ｓ玫母祀u糞堆肥；生物有機肥由本試驗自主研發(fā)，在傳統(tǒng)有機肥的基礎(chǔ)上添加具有抗病功能的解淀粉芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌，功能菌總含量為5.5×107CFU/g；供試土壤為城市綠化帶土壤，pH值為8.5，有機質(zhì)含量為12.58 g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為 36.82、17.82、196.37 mg/kg；供試植物為金葉女貞。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗于2016年10月20日開始實施，采用盆栽試驗方法，共設(shè)置4個處理：CK為對照，不施肥；A1施用史丹利無機復(fù)合肥；A2施用傳統(tǒng)有機肥；A3施用生物有機肥。施肥量按0.20 g/kg土施入，除CK外，各處理的施肥量應(yīng)使氮、磷、鉀施入量保持一致，肥料均作為基肥與土壤一次性混勻施入。選取長勢一致的金葉女貞，每盆種植1株，每個處理30盆，設(shè)3個重復(fù)，隨機區(qū)組，其他管理措施保持一致。移栽10 d后接種枯萎病病原菌，隨水澆于根圍，接種量為2.0×106CFU/g土。移栽80 d后，進行各指標(biāo)測定。

1.2.2 測定指標(biāo)及方法 病情指數(shù)調(diào)查方法：自發(fā)病起，各處理每隔10 d調(diào)查1次。按發(fā)病嚴(yán)重程度分為5級：0級植株健壯，無明顯癥狀；1級病株葉片發(fā)病率在25.0%及以下；2級病株25.1%～50.0%葉片表現(xiàn)癥狀；3級病株葉片發(fā)病率達(dá)到50.1%～90.0%；4級病株90.1%及以上葉片表現(xiàn)癥狀或植株枯死凋亡。病情指數(shù)=[∑(病級株數(shù)×代表數(shù)值)/(株數(shù)總和×發(fā)病最重級的代表數(shù)值)]×100；防病效果=[(對照病情指數(shù)-處理病情指數(shù))/對照病情指數(shù)]×100%。根際土壤取樣方法：將花盆內(nèi)的金葉女貞植株連根拔出，根系表面的土壤輕輕抖落，然后用試管刷將緊密黏附在根系周圍的土壤輕輕刷下并收集；土壤采集樣品一部分用于測定土壤酶活性及微生物量，放入4 ℃冰箱冷藏；另一部分樣品風(fēng)干過篩后用于測定土壤pH值、有機質(zhì)含量、速效氮含量、速效磷含量、速效鉀含量等。各指標(biāo)測定方法：土壤pH值采用去離子水浸提法；土壤有機質(zhì)含量采用外加熱重鉻酸鉀容量法；土壤速效氮含量采用堿解擴散法；土壤速效磷含量測定采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法；土壤速效鉀含量采用乙酸銨提取-火焰光度法；土壤細(xì)菌、真菌、放線菌及尖孢鐮刀菌數(shù)量測定采用稀釋平板法，培養(yǎng)基分別為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基、改良高氏1號培養(yǎng)基和尖孢鐮刀菌選擇性培養(yǎng)基；土壤微生物生物量碳、氮含量測定采用三氯甲烷熏蒸直接浸提法；綠化植物生物量測定主要包括株高、地徑及總生物量干質(zhì)量。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理及作圖，用SPSS 18.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物有機肥對金葉女貞根際土壤pH值的影響

綠化植物適宜生長的最佳土壤pH值一般為6.5～7.5，土壤過酸或過堿不僅影響植物元素的存在形式及對植物的有效性，而且還會影響土壤的微生態(tài)環(huán)境。城市綠地土壤pH值偏高一直是影響綠化植物生長發(fā)育的主要障礙因子。施用生物有機肥對金葉女貞根際土壤pH值的影響如圖1所示，施用史丹利無機復(fù)合肥(A1)、傳統(tǒng)有機肥(A2)和生物有機肥(A3)處理的金葉女貞根際土壤pH值分別較對照降低8.11%、13.63%、18.21%，其中A2處理與對照相比達(dá)到顯著差異水平，A3處理達(dá)到極顯著差異水平。上述結(jié)果表明，施用生物有機肥可極顯著降低金葉女貞根際土壤的pH值，且降低效果極顯著優(yōu)于施用無機肥，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)有機肥，可能是由于生物有機肥中含有大量的微生物有益菌，可以加速有機質(zhì)分解形成多種腐解酸，進而中和部分土壤中的堿性物質(zhì)，降低土壤pH值。

2.2 生物有機肥對金葉女貞根際土壤微生物的影響

土壤微生物主要包括在土壤中生存的細(xì)菌、真菌及放線菌等，參與土壤有機質(zhì)的分解，是土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的重要動力。尖孢鐮刀菌是可以在土壤中生存的土傳性病原真菌，是金葉女貞枯萎病的致病菌。由表1可知，施用無機肥(A1)、傳統(tǒng)有機肥(A2)和生物有機肥(A3)處理的金葉女貞根際土壤中尖孢鐮刀菌數(shù)量較對照分別低13.33%、36.67%、51.33%，其中A2處理尖孢鐮刀菌數(shù)量與對照達(dá)到顯著差異水平，A3處理與對照達(dá)到極顯著差異水平。這說明施用生物有機肥可極顯著降低金葉女貞根際土壤的尖孢鐮刀菌數(shù)量，且降低效果極顯著優(yōu)于無機肥，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)有機肥，可能是生物有機肥中含有大量的微生物益生菌，可以有效抑制土壤中尖孢鐮刀菌的增長。施用無機肥(A1)、傳統(tǒng)有機肥(A2)和生物有機肥(A3)處理的金葉女貞根際土壤中細(xì)菌數(shù)量較對照分別提高70.59%、238.24%、382.35%；放線菌數(shù)量分別較對照提高14.29%、71.43%、97.74%；真菌數(shù)量分別較對照降低11.07%、39.45%、48.79%，其中，A2處理細(xì)菌、放線菌及真菌數(shù)量與對照均達(dá)到顯著差異水平，A3處理與對照均達(dá)到極顯著差異水平。這說明施用生物有機肥可極顯著提升金葉女貞根際土壤的細(xì)菌、放線菌數(shù)量，極顯著降低真菌數(shù)量?？赡芤环矫媸怯捎谏镉袡C肥本身含有大量的微生物益生菌，可以在一定程度上活化土壤土著微生物；另一面，生物有機肥基料多為有機物，很大程度上豐富了微生物可利用的營養(yǎng)，進而促進微生物增殖。土壤微生物生物量碳、氮含量是衡量土壤肥力的重要活指標(biāo)。施用無機肥(A1)、傳統(tǒng)有機肥(A2)和生物有機肥(A3)處理的金葉女貞根際土壤中微生物生物量碳含量分別較對照提高59.24%、196.04%、323.11%，微生物生物量氮含量分別較對照提高80.37%、433.47%、 755.67%。A2處理微生物生物量碳含量、生物量氮含量與對照均達(dá)到顯著差異水平，A3處理較對照均達(dá)到極顯著差異水平。上述結(jié)果表明，施用生物有機肥可極顯著提高金葉女貞根際土壤微生物生物量碳、氮含量，且提升效果極顯著優(yōu)于無機肥，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)有機肥。綜上所述，施用生物有機肥可極顯著降低金葉女貞根際土壤的尖孢鐮刀菌和真菌數(shù)量、極顯著提高根際土壤的細(xì)菌、放線菌數(shù)量及活性，其主要原因可能是生物有機肥中含有大量的微生物有益菌。

2.3 生物有機肥對金葉女貞根際土壤酶活性的影響

磷酸酶、蛋白酶、脫氫酶和蔗糖酶是土壤中非常重要的酶類，分別與植物磷營養(yǎng)吸收、氮素吸收和利用、土壤有機質(zhì)降解和蔗糖水解密切相關(guān)，對植物生長發(fā)育具有非常重要的影響。生物有機肥對金葉女貞根際土壤酶活性的影響如圖2所示，施用無機肥(A1)、傳統(tǒng)有機肥(A2)、生物有機肥(A3)處理的金葉女貞根際土壤磷酸酶活性分別較對照提升 4.83%、14.08%、21.53%，其中A2處理磷酸酶活性較對照達(dá)到顯著差異水平，A3處理較對照達(dá)到極顯著差異水平；金葉女貞根際土壤蛋白酶活性分別較對照提升19.77%、36.82%、57.36%，其中A1處理蛋白酶活性較對照達(dá)到顯著差異水平，A2、A3處理較對照達(dá)到極顯著差異水平；A1、A2、A3金葉女貞根際土壤脫氫酶活性分別較對照提升8.97%、29.49%、46.15%；金葉女貞根際土壤蔗糖酶活性分別較對照提升 2.45%、10.63%、19.02%，其中，A2處理脫氫酶活性、蔗糖酶活性較對照均達(dá)到顯著差異水平，A3處理較對照均達(dá)到極顯著差異水平。上述結(jié)果表明，施用生物有機肥可以極顯著增強金葉女貞根際土壤酶活性，其原因可能是生物有機肥中含有大量的微生物有益菌，施用后可極顯著增強根際土壤的微生物數(shù)量和活性，進而促進土壤酶活性的提升。

表1 園林植物廢棄物堆肥對徐州市綠地土壤微生物的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，表2同。

2.4 生物有機肥對金葉女貞根際土壤養(yǎng)分含量的影響

有機質(zhì)、 速效氮、速效磷、速效鉀是反映土壤養(yǎng)分質(zhì)量的重要指標(biāo)，其含量高低與植物根際微生物數(shù)量及土壤酶活性息息相關(guān)。生物有機肥對金葉女貞根際土壤養(yǎng)分含量的影響如圖3所示，施用無機肥(A1)、傳統(tǒng)有機肥(A2)、生物有機肥(A3)處理的金葉女貞根際土壤有機質(zhì)含量分別較對照提升1.75%、53.16%、62.31%，其中A2、A3處理較對照達(dá)到顯著差異水平；金葉女貞根際土壤速效氮含量分別較對照提升41.35%、59.83%、80.02%，其中A1、A2處理與對照達(dá)到顯著差異水平，A3處理與對照達(dá)到極顯著差異水平；金葉女貞根際土壤速效磷含量分別較對照提升14.25%、36.24%、43.15%，其中A2、A3處理較對照均達(dá)到差異顯著水平；金葉女貞根際土壤速效鉀含量分別較對照提升25.62%、38.62%、59.39%，其中A2處理與對照差異顯著，A3處理與對照達(dá)到極顯著差異水平。上述結(jié)果表明，施用生物有機肥可顯著提高金葉女貞根際土壤的養(yǎng)分含量，且提升效果優(yōu)于無機肥和傳統(tǒng)有機肥，其原因可能是生物有機肥中含有大量的微生物有益菌，施用后可提高土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性，進而促進土壤養(yǎng)分含量的提升。

2.5 生物有機肥對金葉女貞生物量的影響

各處理植株經(jīng)正常管理80 d后，測定其株高、地徑及總干質(zhì)量。生物有機肥對金葉女貞根際土壤養(yǎng)分含量的影響如表2所示，施用無機肥(A1)、傳統(tǒng)有機肥(A2)、生物有機肥(A3)處理的金葉女貞的株高分別較對照提升5.24%、13.24%、19.87%；地徑分別較對照提升16.04%、26.49%、36.19%；總干質(zhì)量較對照分別提升13.81%、21.48%、30.09%，其中A1處理株高、地徑、總干質(zhì)量與對照均達(dá)到顯著差異水平，A2、A3處理與對照均達(dá)到極顯著差異水平，且A3處理顯著優(yōu)于A2處理。上述結(jié)果表明，施用生物有機肥可極顯著提升金葉女貞的生物量，且提升效果極顯著優(yōu)于無機肥，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)有機肥，其原因可能是生物有機肥中含有大量的微生物有益菌，可增加土壤微生物數(shù)量及土壤酶活性，提升根際土壤養(yǎng)分含量，進而促進金葉女貞的生長發(fā)育。

2.6 生物有機肥對金葉女貞枯萎病的防治效果

生物有機肥對金葉女貞枯萎病的防治效果如圖4所示，在金葉女貞移栽后20 d(接種15 d)，對照(CK)、施用無機肥(A1)和傳統(tǒng)有機肥(A2)處理的植株均開始發(fā)病，且病情指數(shù)為CK最高，其次為A1、A2，而施用生物有機肥(A3)的處理在金葉女貞移栽30 d(接種25 d)才開始發(fā)病，比對照推遲10 d發(fā)病。在整個試驗期間，各處理的病情指數(shù)隨著金葉女貞的生長均在上升，但是CK處理的病情指數(shù)始終保持同期最高，之后依次為A1、A2處理，A3處理的病情指數(shù)始終保持同期最低，這說明施肥對金葉女貞枯萎病的防治具有一定的效果，且施用生物有機肥效果最優(yōu)；80 d時，CK、A1、A2、A3處理的病情指數(shù)分別達(dá)到69.15、38.49、24.16、17.73，將CK的防病效果制定為0，則A1、A2、A3處理的防效分別為43.26%、54.32%、72.03%。上述結(jié)果表明，施用生物有機肥可極顯著提升金葉女貞枯萎病的防效，且效果極顯著優(yōu)于施用無機肥，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)有機肥，其原因可能是施用無機肥和傳統(tǒng)有機肥可促進金葉女貞植株的健壯生長， 進而提升植株對枯萎病的防效，而生物有機肥中又含有大量的微生物有益菌，可以有效抑制枯萎病致病菌尖孢鐮刀菌的生長，因此防效最佳。

表2 園林植物廢棄物堆肥對金葉女貞生物量的影響

3 結(jié)論與討論

生物有機肥是將有機肥和功能微生物復(fù)合形成的一種新型肥料。大量研究表明，施用生物有機肥不僅可以增加農(nóng)作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)， 而且可以調(diào)整土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、提高土壤酶活性及土壤肥力，從而達(dá)到改善作物根際土壤環(huán)境、提高抗病性的目的[12-13]。如高雪蓮等研究表明，施用生物有機肥可顯著提升甜瓜根際土壤的細(xì)菌和放線菌數(shù)量、顯著降低病原菌和真菌數(shù)量，甜瓜生物量和防病率顯著增加[14]；張樹生等研究表明，施用生物有機肥對黃瓜枯萎病的防治率達(dá)到92.6%，產(chǎn)量較對照提高198.6%[15]。本研究以金葉女貞為試材，首次就生物有機肥對金葉女貞根際微環(huán)境和枯萎病防效的影響進行了研究。結(jié)果表明，與對照相比，施用生物有機肥可極顯著降低根際土壤的pH值，根際土壤的尖孢鐮刀菌和真菌數(shù)量極顯著降低、細(xì)菌和放線菌數(shù)量及微生物生物量碳、氮含量極顯著增加，根際土壤有機質(zhì)和速效磷含量顯著增加、速效氮及速效鉀含量極顯著增加，金葉女貞根際土壤酶活性、生物量和枯萎病防病效果均極顯著提升。這說明，施用生物有機肥可明顯改善金葉女貞根際土壤微環(huán)境，提升植株的生物量和枯萎病防治效果，且效果顯著優(yōu)于施用無機肥和傳統(tǒng)有機肥，這與前人對生物有機肥的研究結(jié)果較為一致。其機制可能是施用生物有機肥后，土壤根際酶活性和微生物數(shù)量極顯著提升，進而促使根際土壤養(yǎng)分含量顯著高于對照及無機肥、有機肥，土壤肥力得到明顯改善，金葉女貞生物量極顯著增加；同時，生物有機肥中含有大量的微生物有益菌，可明顯抑制枯萎病病原菌尖孢鐮刀菌的增長，防病效果顯著優(yōu)于無機肥和傳統(tǒng)有機肥。綜上所述，施用生物有機肥可明顯改善金葉女貞根際土壤微環(huán)境，提升植株的生物量和枯萎病防治效果，可以為金葉女貞土壤環(huán)境改善和枯萎病的生物防治提供一定的參考和借鑒。

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