解淀粉芽孢桿菌TF28對設(shè)施連作黃瓜根際土壤酶活性和微生物的調(diào)節(jié).pdf

胡基華 李 晶 張 淑梅 等 解淀粉 芽 孢桿菌 對設(shè) 施連作 黃瓜 根 際土壤 酶活 性 和 微 生物的調(diào) 節(jié) 江 蘇農(nóng)業(yè)科 學 解 淀 粉 芽 孢 桿 菌 對 設(shè) 施 連 作 黃 瓜 根 際 土 壤 酶 活 性 和 微 生 物 的 調(diào) 節(jié) 胡 基 華 李 晶 張 淑 梅 陳 靜 宇 曹 旭 孟 利 強 姜 威 劉 宇 帥 黑龍江省科學院微生物研究所 黑龍江哈爾濱 黑龍江省科學院高技術(shù)研究院 黑龍江哈爾濱 摘 要 為研究解淀粉芽孢桿菌 對設(shè)施連作黃瓜根際土壤環(huán)境影響 以液體 顆粒 和復合 種處 理與沒有施用 的空白對照進行對比試驗 測定設(shè)施黃瓜生育指標 土壤酶活性及微生物種群數(shù)量 結(jié)果表明 移 栽后 周后 和 種處理株高分別提高 和 種處理對黃瓜根須數(shù)量與空白 對照相比分別提高 和 移栽 周 與空白對照相比 處理對堿性磷酸酶活性 酸性磷酸酶活性高 處理脲酶活性提高 處理過氧化氫酶活性提高 與空白對照相比 種處理 都能顯著增加土壤細菌和放線菌數(shù)量 降低真菌數(shù)量 這說明 的添加對連作黃瓜中的酶活性 微生物數(shù)量及群 落結(jié)構(gòu)有明顯的調(diào)節(jié)作用 關(guān) 鍵 詞 黃瓜 連作障礙 土壤理化性質(zhì) 解淀粉芽孢桿菌細菌 微生物 調(diào)節(jié)作用 中 圖 分 類 號 文 獻 標 志 碼 文 章 編 號 收稿日期 基金項目 黑龍江省院所基本應用技術(shù)研究專項 編號 作者簡介 胡基華 女 吉林長春人 博士 副研究員 主要從 事生物防治研究 通信作者 李 晶 博士 研究員 主要從事農(nóng)業(yè)微生物基礎(chǔ)應用研 究 隨著我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展 連作障礙越來 越突出 黃瓜作為設(shè)施蔬菜主要品種 近年來其 連作障礙的發(fā)生機制及其防治措施受到學者們較 廣泛的關(guān)注 已有的研究表明 土壤微生物區(qū)系失 衡是黃瓜連作障礙發(fā)生的主要原因之一 且施用 有機肥及微生物肥可有效改善土壤微生物生態(tài)環(huán) 境 能有效解除作物連作障礙 解淀粉芽孢桿菌 在自然界中分布廣泛 是 一類重要的生防資源菌 也是具有較高開發(fā)價值的 農(nóng)用微生物 在植物病害生物防治方面具有廣 闊的應用前景 內(nèi)生解淀粉芽孢桿菌 是從 大豆根部分離出的 株內(nèi)生細菌 具有廣譜抗菌活 性 前期研究發(fā)現(xiàn)對番茄具有抗病作用 并對生 長具有調(diào)控作用 同時能提高果實品質(zhì) 筆者對菌株 以液體 顆粒 和復合 種處理方法與空白對照 進行對比試驗 研究其對棚室連作黃瓜的生長發(fā)育 土壤菌群和根 跡微生態(tài)酶活的變化 找到可以改善棚室連作土壤 質(zhì)量和環(huán)境的菌株和方法 從而更有利于設(shè)施農(nóng)業(yè) 健康發(fā)展 實現(xiàn)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)能力的持續(xù)穩(wěn)定健康 發(fā)展 材 料 與 方 法 試 驗 設(shè) 計 內(nèi)生解淀粉芽孢桿菌 由黑龍江省科學院 微生物研究所黑龍江省生物工程重點實驗室分離 保存 本試驗地點在黑龍江省哈爾濱市太平鎮(zhèn)興 業(yè)村 于 年 月 日穴盤育苗 月 日移載 到溫室大棚中 黃瓜品種為 早熟綠神 種子購于 哈爾濱全福種苗有限公司 試驗顆粒為腐殖酸顆 粒 細菌 培養(yǎng)基 貨號 培養(yǎng)基 北京陸橋技術(shù)股份有限公司 放線菌培養(yǎng)基 貨 號 將解淀粉芽孢桿菌 制成濃度為 的菌懸液 置于 冰箱中待用 試驗 用顆粒劑制備 將菌懸液用噴壺均勻地噴涂在腐殖 酸顆粒上 制成含菌量為 億 億 的顆粒 劑 常溫保存?zhèn)溆?施菌劑方法 液體處理 菌 懸液 澆在苗根部 顆粒劑施肥法 移栽 時將顆粒劑 億 億 按 株均勻撒在 壟溝 再將瓜苗栽上 復合施用法 瓜苗移 江蘇農(nóng)業(yè)科學 年第 卷第 期 栽時 苗根部均勻放置 株顆粒劑 億 億 將瓜苗栽上后再澆灌 菌懸液 以清水處理為空白對照 移植第 周和第 周 隨機選取健壯的黃瓜 對株高 葉面積 根部起測量第 張葉片 根須數(shù)量 主根長度和 根部干質(zhì)量等生育指標進行測定 個重復 每個重 復 株 黃瓜果實在移栽第 周測定 共取樣 次 每次取 空 株 空 成熟果實 黃瓜移栽至大棚 后每周取 次土樣 采用 點取樣法取樣 將每個處 理 點的土壤樣品混合為 個重復 過 篩 凍存?zhèn)溆?測 定 儀 器 與 方 法 離心機 日本 紫外分光光度 計 青島聚創(chuàng)環(huán)保設(shè)備有限公 司 孔板 石英比色皿 型 號為 北京 葉面積采用葉面積 測量儀 浙江托普儀器有限公司 測量 土 壤 值采用 儀讀 取 堿性磷酸酶 活性檢測試劑盒 貨號 土壤酸性磷酸酶 試劑盒 貨號 土壤脲酶 活性檢測試劑盒 貨號 土壤過氧 化氫酶 活性檢測試劑盒 貨號 種酶活性測定按規(guī)程進行操作 其中脲 酶活性測試中 水浴鍋用 恒溫培養(yǎng)箱 代替 數(shù) 據(jù) 分 析 采用 和 軟件進行數(shù)據(jù)分 析 應用 單因素 法 進行顯著性檢驗 結(jié) 果 與 分 析 對 黃 瓜 生 育 指 標 和 土 壤 理 化 性 質(zhì) 的 調(diào) 節(jié) 作 用 施用 菌劑 周后對黃瓜的葉片 根部 采用 點取樣法進行對比 結(jié)果 表 表明 種處理株高與空白對照相比分別提高 和 種處理根須數(shù)量分別 高于空白對照 和 種處理對葉面 積 果實質(zhì)量 根長和根質(zhì)量影響不顯著 表 施 用 對 棚 室 連 作 黃 瓜 生 育 指 標 影 響 處理 株高 葉面積 果實質(zhì)量 根須數(shù)量 根 根長 根質(zhì)量 注 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示各處理間在 水平差異顯著 下同 由圖 可見 處理的 值為 移 栽后 周最高 周最低 處理的 值為 周最高 周最低 處理的 值 周最高 周最低 處理 值較平穩(wěn) 在 之間 周最高 周最低 對 連 作 黃 瓜 土 壤 酶 活 性 的 影 響 由圖 可見 種處理對連作黃瓜根際堿性 磷酸酶活性具有調(diào)節(jié)作用 在移栽后 周 和 處理的堿性磷酸酶活性都高于 其中 處理 與 差異明顯 提高了 在移栽后 周 和 種處理的堿性磷酸酶活性呈下降趨勢 處 理呈上升趨勢 與 差異明顯 提高 在移 栽后 周 處理的堿性磷酸酶活性高于 其他 種處理趨于空白對照 由圖 可見 種處理酸性磷酸酶活性在移栽后 周均提 高 和 處理差異明顯 提高 移栽后 周 種處理都高于空白對照 分別提高 和 移栽后 周 種處理仍高于空 江蘇農(nóng)業(yè)科學 年第 卷第 期 白對照 其中 處理明顯高于 較 提高 由圖 可見 處理的脲酶活性在移栽 后 周明顯高于 由圖 可見 和 種處理過氧化氫酶活性都明顯高于 分別 提高 和 移栽后 周 處理明顯高于 移栽后 周 處理明顯高 于 移栽后 周 種處理都明顯高于 分別提高 和 菌 株 對 黃 瓜 根 際 土 壤 微 生 物 數(shù) 量 的 影 響 施用 菌劑的 個處理對棚室連作黃瓜土 壤中細菌 真菌和放線菌具有調(diào)節(jié)作用 提高細菌 和放線菌的數(shù)量 降低了真菌的數(shù)量 由表 可見 移栽后 處理的黃瓜根際土壤細菌數(shù)量從移栽后 周分別比 增加 和 處理黃瓜根際土壤細菌分別比 增 加 處理黃瓜 根際土壤細菌分別比 增加 和 由表 可見 移栽后 處理的黃瓜根際土壤放 線菌數(shù)量從移栽后 周分別比 增加 和 處理放 線菌數(shù)量分別比 增加 和 處理放線菌數(shù)量分別比 增加 和 由表 可見 移栽后 處理的黃瓜根際土壤真 菌數(shù)量從移栽后 周分別比 降低 和 處理真菌數(shù)量分別比 降 低 處理真菌數(shù)量分別比 降低 和 討 論 植物根際是植物與外界環(huán)境交流的主要場所 江蘇農(nóng)業(yè)科學 年第 卷第 期 表 種 處 理 對 黃 瓜 根 際 土 壤 細 菌 數(shù) 量 的 影 響 處理 細菌數(shù)量 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 表 種 處 理 對 黃 瓜 根 際 土 壤 放 線 菌 數(shù) 量 的 影 響 處理 放線菌數(shù)量 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 表 種 處 理 對 黃 瓜 根 際 土 壤 真 菌 數(shù) 量 的 影 響 處理 真菌數(shù)量 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 移栽后 周 土壤中微生物的含量與生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)揮密切 相關(guān) 是土壤中有機質(zhì)養(yǎng)分的一種短暫而最有效的 貯存形式 同時也是土壤肥力水平的活指 標 內(nèi)生細菌具有在植物體內(nèi)定殖傳導 不易受 外界環(huán)境影響等優(yōu)點 解淀粉芽孢桿菌 是廣 譜生防菌株 有研究表明接種 后能夠提高番 茄抗灰霉病能力 番茄葉片防御酶活性及 茉莉 酸 和 水楊酸 含量升高 本試驗對 以 液體 顆粒劑和復合 種形式施用 可以提高棚室連 作黃瓜苗期株高和根須數(shù)量 顯著提高設(shè)施黃瓜土 壤中細菌和放線菌的數(shù)量 降低真菌數(shù)量 其中以 顆粒形式施用比其他 種處理效果要好 說明 可以改善棚室連作黃瓜土壤質(zhì)量和環(huán)境 對土 壤具有調(diào)節(jié)作用 利于植株生長發(fā)育 可以抑制由 于連作引起的由 細菌型 向 真菌型 轉(zhuǎn)變 已有 研究表明 不同作物的根際有其特定的微生物群 落 就是同一作物在不同生育時期和營養(yǎng)狀態(tài)下 其根際微生物數(shù)量也呈現(xiàn)一定的動態(tài)變化 微 生物數(shù)量及多樣性的增加 作用期較短 這與張昕 等研究 株生防菌對黃瓜根圍的環(huán)境生態(tài)效應結(jié) 果 相似 生防菌株的施入對土壤中細菌的種群數(shù) 量有短期影響 但隨著黃瓜生育期的延長 施入生 防細菌土壤的細菌數(shù)量最終與對照土壤中細菌數(shù) 量持平 其原因可能是土壤本身的微生物生態(tài)環(huán) 境有一定的自我恢復能力 在受到外來因素擾動 后 短期內(nèi)出現(xiàn)激烈的變化 但是隨著時間的推移 逐步恢復到原有的水平 土壤酶是土壤組分中最活躍的有機成分之 一 酶活性反映土壤物質(zhì)能量代謝強度 設(shè) 施蔬菜連作會導致土壤酶活性降低 微生物群落結(jié) 構(gòu)單一化 有害微生物數(shù)量增多 土壤磷酸酶 活性可以用來評價土壤磷素狀況 磷酸酶酶促作 用能加快土壤有機磷的脫磷速度 堿性磷酸酶作為 一種適應酶 當植物缺少磷肥時堿性磷酸酶會增 加 其活性會隨著磷素含量的上升而降低 土壤 磷酸酶活性與作物的生育期和土壤水分含量 土壤 溫度 土壤 值等多方面因素有關(guān) 本研究 中 種處理均提高了堿性磷酸酶 酸性磷酸酶 在 移栽后 周內(nèi) 所有樣品除了第 周 處理呈堿性 其他樣品都在酸性范圍內(nèi) 酸性磷酸酶活性 處理 在第 周最高 為 堿性磷 酸酶活性 處理在第 周達到最高值 種處理無論是單個樣品 還是 周平均數(shù)值 酸性磷酸酶作為優(yōu)勢酶作用要 江蘇農(nóng)業(yè)科學 年第 卷第 期 大于堿性磷酸酶 在苗期酸性磷酸酶呈先升高再降 低的趨勢 與戰(zhàn)厚強等的研究結(jié)果 相同 脲酶是 催化尿素水解的唯一酶 可以將酰胺態(tài)有機氮化物 水解轉(zhuǎn)化為植物可直接利用的無機氮的酶 脲酶活 性可以反映出土壤供氮水平和能力 本試驗結(jié) 果顯示 處理脲酶活性在苗期移栽后 周與 對照差異顯著 說明 可以改善棚室連作土壤 供氮水平 土壤中的過氧化氫酶活性能夠反映土 壤中碳 氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化情況 已有研究表明 生 物炭的添加對設(shè)施連作黃瓜根域基質(zhì)酶活性和微 生物具有調(diào)節(jié)作用 本試驗中 和 種處理 的過氧化氫酶活性在移栽后 周達到最高值 說 明 對碳 氮轉(zhuǎn)化具有促進作用 從移栽后連 續(xù) 周對 種酶活性進行測試 結(jié)果顯示 酸性磷酸 酶活性在移栽后 周出現(xiàn)最高值 脲酶活性在移栽 后 周出現(xiàn)最高值 堿性磷酸酶活性在移栽后 周出現(xiàn)最高值 過氧化氫酶活性的最高值出現(xiàn)在移 栽后 周 種酶活性達到最高值的時間有先后順 序 依次是酸性磷酸酶 脲酶 堿性磷酸酶和過氧化 氫酶 這些活性變化還須要進一步研究其代謝功能 來驗證說明 種處理中 處理能明顯提高堿性磷 酸酶 處理能明顯提高酸性磷酸酶 脲酶和過氧化 氫酶 結(jié) 論 解淀粉芽孢桿菌 對設(shè)施連作黃瓜根際土 壤酶活性 微生物含量和 值具有調(diào)節(jié)作用 種 處理中 和 種處理效果明顯 可以提高苗期植 株株高 苗期根須數(shù)量以及土壤中的堿性磷酸酶 脲酶和過氧化氫酶活性 酸性磷酸酶是主導磷酸 酶 施用 可提高土壤細菌和放線菌數(shù)量 降 低真菌數(shù)量 周連續(xù)采樣結(jié)果顯示 無論是菌群 數(shù)量 值 種酶活性都呈波浪狀起伏 說明土壤 自身調(diào)節(jié)能力 可以促進土壤自身恢復調(diào)節(jié) 參 考 文 獻 吳鳳芝 趙鳳艷 劉元英 設(shè)施蔬菜連作障礙原因綜合分析與防 治措施 東北農(nóng)業(yè)大學學報 喻景權(quán) 周 杰 十二五 我國設(shè)施蔬菜生產(chǎn)和科技進展及其 展望 中國蔬菜 呂雅悠 于 迪 丁方麗 等 促植物生長根際細菌 對田 間辣椒生長及根際土壤微生態(tài)環(huán)境的影響 中國生物防治 學報 吳一晶 林藝芬 林河通 等 生防菌解淀粉芽孢桿菌研究進展 包裝與食品機械 張龍來 康向輝 魏孝義 等 株解淀粉芽孢桿菌 抑菌次 級代謝產(chǎn)物的分析 華南農(nóng)業(yè)大學學報 車曉曦 李校堃 解淀粉芽孢桿菌 的 研究進展 北京農(nóng)業(yè) 張淑梅 李 晶 姜 威 等 內(nèi)生細菌 誘導番茄抗病分子 機制研究 中國生物防治學報 劉 卉 周清明 黎 娟 等 生物炭施用量對土壤改良及烤煙 生長的影響 核農(nóng)學報 魏賽金 黃國強 倪國榮 等 稻草還田配施腐解菌劑對水稻土 壤微生物的影響 核農(nóng)學報 張 昕 張立欽 林海萍 等 引入黃瓜根圍的株生防菌株的生 態(tài)效應 浙江林學院學報 孫 真 鄭 亮 邱浩斌 植物根際促生細菌定殖研究進展 生物技術(shù)通報 劉 來 黃保健 孫 錦 等 大棚辣椒連作土壤微生物數(shù)量 酶 活性與土壤肥力的關(guān)系 中國土壤與肥料 劉建新 不同農(nóng)田土壤酶活性與土壤養(yǎng)分相關(guān)關(guān)系研究 土壤通報 王 燦 王德建 孫瑞娟 等 長期不同施肥方式下土壤酶活性 與肥力因素的相關(guān)性 生態(tài)環(huán)境 李科江 張素芳 賈文竹 等 半干旱區(qū)長期施肥對作物產(chǎn)量和土 壤肥力的影響 植物營養(yǎng)與肥料學報 戰(zhàn)厚強 顏雙雙 王家睿 等 水稻秸稈還田對土壤磷酸酶活性 及速效磷含量的影響 作物雜志 于天一 逄煥成 唐海明 等 不同母質(zhì)類型水稻土酶活性及其 與理化性質(zhì)的關(guān)系 土壤學報 何念祖 浙江省幾種水稻土的酶活性及其與土壤肥力的關(guān)系 浙江農(nóng)業(yè)大學學報 鄒春嬌 張勇勇 張一鳴 等 生物炭對設(shè)施連作黃瓜根域基質(zhì) 酶活性和微生物的調(diào)節(jié) 應用生態(tài)學報 江蘇農(nóng)業(yè)科學 年第 卷第 期