生物菌肥對(duì)設(shè)施番茄連作土壤質(zhì)量和植株病害的影響

生物菌肥對(duì)設(shè)施番茄連作土壤質(zhì)量和植株病害的影響

隨著有機(jī)蔬菜的快速發(fā)展，連作障礙已成為制約有機(jī)蔬菜可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)鍵。大量的研究結(jié)果表明,連作障礙發(fā)生的主要因素是次生鹽漬化、養(yǎng)分失調(diào)、土壤微生物區(qū)系的失調(diào)以及植物自毒作用。尤其是土壤微生物區(qū)系的失調(diào),導(dǎo)致土壤的生物活性急劇下降,嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。前人研究表明,生物菌肥可在一定程度上改善連作土壤環(huán)境,促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育。但目前關(guān)于生物菌肥對(duì)設(shè)施番茄連作土壤理化性狀、微生物數(shù)量及病害的影響未見(jiàn)報(bào)道。為此,以連作5a設(shè)施番茄地塊及在該地塊栽植的番茄為研究對(duì)象,通過(guò)采用不同比例生物菌肥進(jìn)行處理,對(duì)設(shè)施番茄連作土壤的理化性狀、微生物數(shù)量和病害發(fā)生情況進(jìn)行評(píng)價(jià),以期為克服連作障礙,促進(jìn)設(shè)施番茄生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法試驗(yàn)于2010年8月-2011年6月在德州市臨邑縣臨南鎮(zhèn)和棗莊市嶧城區(qū)西王莊鄉(xiāng)日光溫室蔬菜生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)為設(shè)施番茄連作5a地塊。供試番茄品種為金鵬一號(hào),2010年8月28日播種,10月21日田間定植,行距70cm,株距40cm。供試生物菌肥有效活菌數(shù)≥2000萬(wàn)個(gè)/g,N+P2O5+K2O含量≥250g/kg,有機(jī)質(zhì)含量≥200g/kg。試驗(yàn)根據(jù)肥料種類(lèi)及速效氮、磷、鉀含量分別設(shè)置5個(gè)處理:CK(標(biāo)準(zhǔn)化肥處理:N314.8kg/hm2、P2O5157.4kg/hm2、K2O101.2kg/hm2)、T1(2/3CK+1/3等CK價(jià)格生物菌肥)、T2(1/2CK+1/2等CK價(jià)格生物菌肥)、T3(1/3CK+2/3等CK價(jià)格生物菌肥)、T4(等CK價(jià)格生物菌肥),重復(fù)3次,小區(qū)面積19.6m2。肥料分3次施用,其中基肥50%,第一穗果坐果后追肥30%,第三穗果坐果后追肥20%。其他管理均按常規(guī)方法進(jìn)行。至番茄拉秧前采集0~20cm表層土樣,各采樣點(diǎn)均按“S”型布點(diǎn)采集土壤,經(jīng)混合均勻后,用四分法處理,剩余約1.5kg樣品帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干,去掉植物根系、落葉、石塊等,用研缽研磨后,先過(guò)0.841mm尼龍篩,混勻后取50~100g土壤,再用研缽研磨后全部過(guò)0.147mm尼龍篩,分別儲(chǔ)存?zhèn)溆?并統(tǒng)計(jì)植株病害發(fā)生情況。1.2培養(yǎng)基和培養(yǎng)方法土壤樣品用無(wú)二氧化碳蒸餾水(水土比5∶1)浸提后,用PHS-2F型數(shù)字酸度計(jì)測(cè)定pH值,用DDS-11A型電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)率(EC);土壤容重用環(huán)刀法測(cè)定;土壤有機(jī)質(zhì)含量采用K2Cr2O7-H2SO4消煮、FeSO4容量法測(cè)定;土壤堿解氮含量采用1mol/LNaOH堿解擴(kuò)散、0.005mol/L(1/2H2SO4)滴定法測(cè)定;速效磷含量用0.5mol/LNaHCO3法測(cè)定;速效鉀含量采用中性NH4OAc浸提、火焰光度法測(cè)定。細(xì)菌培養(yǎng)采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基;放線菌培養(yǎng)采用改良高氏一號(hào)培養(yǎng)基;真菌培養(yǎng)采用馬丁氏培養(yǎng)基,均采用平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)數(shù)量。于番茄拉秧時(shí)根據(jù)番茄植株生長(zhǎng)狀態(tài)和根系感染線蟲(chóng)程度計(jì)算綜合抗病性、根結(jié)等級(jí)、根結(jié)線蟲(chóng)病病情指數(shù)。番茄綜合抗病性由植株抗病等級(jí)總得分除以總植株數(shù)的數(shù)值來(lái)衡量,值越高抗病性越強(qiáng),番茄抗病性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。根結(jié)等級(jí)采用Garabedian等的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2)。病情指數(shù)=∑(各級(jí)病株數(shù)×各級(jí)代表值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高代表值)×100。2結(jié)果與分析2.1生物菌肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響土壤酸堿性影響土壤生物活性和土壤養(yǎng)分的存在形態(tài)及有效性,對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育乃至產(chǎn)量和品質(zhì)都產(chǎn)生影響。從表3可以看出,CK土壤pH值較低,施入生物菌肥可促進(jìn)土壤pH值明顯升高,升高程度與生物菌肥施入量呈正相關(guān),T4處理pH值最高,較CK增加0.44。這表明,生物菌肥在土壤酸化調(diào)節(jié)方面具有很好的作用。設(shè)施連作土壤次生鹽漬化是造成蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育受阻,產(chǎn)量品質(zhì)降低的重要因素。生物菌肥可以明顯降低次生鹽漬化程度,使電導(dǎo)率減小。由表3可以看出,電導(dǎo)率隨生物菌肥施入量增加而降低,T1、T2、T3、T4處理電導(dǎo)率分別比CK降低0.07、0.11、0.14、0.14ms/cm。土壤有機(jī)質(zhì)是植物氮、磷等養(yǎng)分的主要來(lái)源,同時(shí)也能改善土壤理化性狀,提高其保水、保肥能力及通透性,促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育,是土壤肥力的基礎(chǔ)。從表3可以看出,CK土壤有機(jī)質(zhì)含量最低,施用生物菌肥能明顯提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,T1、T2、T3、T4處理土壤有機(jī)質(zhì)含量分別較CK增加8.88%、13.49%、15.46%、16.78%。由于有機(jī)質(zhì)能提高土壤的透氣性,故土壤容重隨生物菌肥施入量的增加而減小,T4處理效果最為明顯。從土樣礦質(zhì)養(yǎng)分含量(表3)來(lái)看,施用生物菌肥可以提高土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量,三者含量均隨生物菌肥施入量增加先升高后降低,且均以T2處理最高,分別較CK增加8.12%、12.60%、10.29%。2.2生物菌肥施入量對(duì)土壤放線菌數(shù)量的影響由圖1可以看出,土壤細(xì)菌數(shù)量隨生物菌肥施入量增加而增加,T1、T2、T3、T4處理土壤細(xì)菌數(shù)量較CK分別增加21.37%、61.83%、71.76%、75.57%。由圖2可以看出,土壤放線菌數(shù)量隨生物菌肥施入量增加先增加后降低,T3處理達(dá)最大,T1、T2、T3、T4處理放線菌數(shù)量較CK分別增加35.23%、82.92%、113.52%、103.56%。圖3顯示,土壤中真菌數(shù)量和生物菌肥的關(guān)系與放線菌相似,但變化幅度較小,T1、T2、T3、T4處理真菌數(shù)量分別較CK增加17.00%、34.23%、40.27%、24.61%。2.3對(duì)番茄抗根結(jié)線蟲(chóng)能力的影響施用生物菌肥在一定程度上可以提高設(shè)施連作番茄植株綜合抗病性,但不同施入量處理的設(shè)施連作番茄植株表現(xiàn)不同(表4)。綜合抗病性以T2處理表現(xiàn)最好,其次為T(mén)3處理。根據(jù)番茄拉秧時(shí)的狀態(tài),參考番茄綜合抗病性劃分標(biāo)準(zhǔn),CK和T1處理在拉秧時(shí)染病嚴(yán)重,已基本沒(méi)有產(chǎn)量;T2和T3處理植株染病亦較重,但還能掛果。施用生物菌肥后,番茄抗根結(jié)線蟲(chóng)能力和綜合抗病性表現(xiàn)類(lèi)似,施用生物菌肥提高了番茄抗根結(jié)線蟲(chóng)的能力,其中以T2和T3處理表現(xiàn)較好(表4)。按根結(jié)線蟲(chóng)病的病情指數(shù)界定來(lái)看,CK和T1處理幾乎所有根系都遭到侵染,T2、T3和T4處理根結(jié)線蟲(chóng)感染也較嚴(yán)重,表現(xiàn)為高感?？梢?jiàn),施用生物菌肥對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)病預(yù)防效果較差。3生物菌肥對(duì)設(shè)施連作番茄生長(zhǎng)及生理的影響生物菌肥不但能活化被土壤固定的磷、鉀等礦物營(yíng)養(yǎng),使之能被植物吸收利用,而且還能拮抗某些病原微生物從而產(chǎn)生抑制病害的作用;生物菌肥與化肥配合施用,既能保證增產(chǎn),又減少了化肥施用量,降低成本,還能改善土壤質(zhì)量及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。生物菌肥與化肥配施時(shí),兩者比例為30%~50%時(shí)可以促進(jìn)烤煙對(duì)氮素、鉀素的吸收。李雙喜等認(rèn)為,施用微生物菌肥使西瓜株高、葉片數(shù)、葉綠素含量、植株氮磷鉀吸收總量以及西瓜產(chǎn)量顯著增加;同時(shí),施用微生物菌肥能激發(fā)連作土壤有益微生物活性,顯著改善連作西瓜生長(zhǎng)狀態(tài),對(duì)西瓜的連作障礙有明顯緩解作用。本研究結(jié)果表明,施用生物菌肥可以提高設(shè)施連作番茄土壤的pH值,緩解土壤酸化,明顯降低土壤次生鹽漬化程度,減小電導(dǎo)率。生物菌肥能明顯提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤通透性,降低土壤容重,并在一定程度上增加土壤中堿解氮、速效磷和速效鉀含量。同時(shí),施用生物菌肥可明顯增加設(shè)施番茄連作土壤中微生物數(shù)量,這和前人在西瓜上的研究結(jié)果相似。本研究結(jié)果還表明,施用生物菌肥在一定程度上可以提高設(shè)施連作番茄植株綜合抗病性,但對(duì)預(yù)防番茄根結(jié)線蟲(chóng)病效果較差。而陳芳