不同品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

龔束芳，張 波，吳鳳芝

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，哈爾濱 150030）

近年來，隨著對(duì)作物重茬（連作）障礙原因的深入研究，植物的化感作用（Allelopathy）越來越受到學(xué)者重視[1-3]。化感作用不但在植物相互干擾中起重要作用，而且影響土壤微生態(tài)環(huán)境，使微生物結(jié)構(gòu)失衡[2,4-5]。瀧島在分析連作障礙原因時(shí)強(qiáng)調(diào)，土壤微生物的變化是連作障礙的首要因子[2,6]。自毒作用作為化感作用的一種特殊類型，被認(rèn)為是造成作物連作障礙的重要因素之一。作物自身的殘?bào)w、殘茬分解是自毒作用重要表現(xiàn)形式之一[7-8]。

唐菖蒲（Gladiolus hybridus Hort）是我國切花生產(chǎn)量最大的花卉之一，生產(chǎn)中存在重茬（連作）障礙問題[9]。目前，對(duì)于唐菖蒲化感作用及唐菖蒲地上部分對(duì)土壤微生物數(shù)量影響等方面的研究尚未見報(bào)道。本文通過研究不同品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響，了解唐菖蒲地上部分葉片對(duì)土壤微生態(tài)環(huán)境的影響，為探索唐菖蒲化感作用本質(zhì)及克服其連作障礙提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試植物

唐菖蒲（Gladiolus hybridus Hort），各栽培品種均取自于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施園藝工程中心（見表1）。

表1 供試唐菖蒲品種Table1 Different varieties of Gladiolus hybridus Hort

1.1.2 供試土壤

試驗(yàn)所用的土壤取自東北農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施園藝工程中心圃地0～15 cm耕層黑土。測(cè)定土壤基本理化性質(zhì)采用鮑士旦的pH方法[10]，pH 7.02，電導(dǎo)率0.566 mS·cm-1，有機(jī)質(zhì)10.31 g·kg-1，堿解氮198.02 mg·kg-1，有效磷 137.52 mg·kg-1，速效鉀321.28 mg·kg-1。

1.2 方法

1.2.1 唐菖蒲葉片的采集與浸提液的制備

選取旺盛生長的健康唐菖蒲植株，隨機(jī)采集唐菖蒲葉片，先用清水沖洗去附在葉片表面的灰塵，再用蒸餾水淋洗葉片3次，然后再用去離子水浸洗1次，室溫條件下陰干，-20℃冷藏保存?zhèn)溆?。用時(shí)將葉片剪成1～2 cm的小段，將100 g葉片中加入1 L蒸餾水浸泡48 h，收集的溶液即為唐菖蒲的葉片浸提液，并通過3層濾紙布氏漏斗過濾2次，加去離子水定容至100 g·L-1，再用0.45 μm濾膜過濾后密封置于4℃冰箱中備用，再以母液加水稀釋成1/10，1/5，1/2，3/4等不同濃度，即得濃度為10，20，50，70 g·L-1的唐菖蒲莖葉浸提液，4℃冰箱中保存?zhèn)溆肹11-12]。

1.2.2 土壤微生物數(shù)量的測(cè)定

1.2.2.1 供試培養(yǎng)基

真菌培養(yǎng)基：采用馬丁氏（Martin）培養(yǎng)基；細(xì)菌培養(yǎng)基：采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基，pH 7.0～7.2；放線菌培養(yǎng)基：采用改良高氏1號(hào)培養(yǎng)基[13]。

1.2.2.2 微生物數(shù)量測(cè)定

土壤微生物數(shù)量采用稀釋平板菌落計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)[13]。真菌、放線菌、細(xì)菌分別取10-3，10-4，10-5倍的土壤稀釋液1 mL，再加入濃度為10，20，50，70，100 g·L-1的唐菖蒲葉片浸提液1 mL，設(shè)添加無菌水為對(duì)照（CK），采用傾注法加入盛有12～15 mL的培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，每處理重復(fù)5次。將接好菌的平板置于28～30℃電熱恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)倒置培養(yǎng)。真菌、細(xì)菌、放線菌分別培養(yǎng)3、3和7 d后記錄土壤稀釋分離結(jié)果，計(jì)算出每克干土中的真菌、細(xì)菌、放線菌的數(shù)量。計(jì)算公式如下：

菌落數(shù)=菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)×土樣濕質(zhì)量/土樣干質(zhì)量[13]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和DPS（9.50）軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響（差異顯著性用一個(gè)水平即可，以下同）

由表2可見，與對(duì)照相比，A1、A2、A3三個(gè)品種對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量影響上表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)作用，各處理濃度之間差異均極顯著，并表現(xiàn)出低濃度促進(jìn)效應(yīng)，其中A3在葉片浸提液濃度為10 g·L-1時(shí)使細(xì)菌數(shù)量最多，約是對(duì)照的4～5倍。

表2 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響Table2 Influence of aqueous extracts of leaves from the different varieties of Gladiolus hybridus Hort on soil bacteria(×105cfu·g-1干土)

A4、A5葉片浸提液對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量為抑制作用，但各濃度處理與對(duì)照之間的差異均不顯著。

2.2 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響

由表3可見，與對(duì)照相比，各品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤真菌數(shù)量均表現(xiàn)出極顯著的抑制作用，各品種均呈隨著葉片浸提液濃度的降低，土壤真菌的抑制作用逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)。其中A4在葉片浸提液濃度為10 g·L-1時(shí)使真菌數(shù)量最少，僅為對(duì)照的5%。A1和A2兩個(gè)品種葉片浸提液各濃度處理與對(duì)照之間的差異較顯著。A3、A4和A5三個(gè)品種葉片不同濃度浸提液間有極顯著的濃度效應(yīng)。

表3 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響Table3 Influence of aqueous extracts of leaves from the different varieties of Gladiolus hybridus Hort on soil fungi (×103cfu·g-1干土)

2.3 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤放線菌數(shù)量的影響

由表4可見，與對(duì)照相比，A1、A2、A4和A5四個(gè)品種對(duì)土壤放線菌數(shù)量均有不同程度的抑制作用，A5葉片浸提液各濃度處理之間對(duì)放線菌數(shù)量抑制作用不顯著；A1、A4表現(xiàn)出一定的低濃度抑制效應(yīng)，而A2的低濃度抑制效應(yīng)較強(qiáng)，在葉片浸提液濃度為10 g·L-1時(shí)抑制作用最強(qiáng)，放線菌數(shù)量約為對(duì)照的30%。

A3葉片浸提液對(duì)土壤放線菌數(shù)量則有顯著的低濃度促進(jìn)效應(yīng)，在葉片浸提液濃度為10 g·L-1時(shí)放線菌數(shù)量約為對(duì)照的二倍。

表4 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對(duì)土壤放線菌數(shù)量的影響Table4 Influence of aqueous extracts of leaves from the different varieties of Gladiolus hybridus Hort on soil actinomycetes (×104cfu·g-1干土)

3 討論與結(jié)論

土壤微生物除了包括分解有機(jī)質(zhì)的真菌、細(xì)菌和放線菌外，還包括能進(jìn)行光和作用的藻類以及原生動(dòng)物和病毒等。在土壤肥力形成、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)及有機(jī)質(zhì)的分解等方面起重要作用[13-14]。

在土壤微生物的不同類群中，細(xì)菌的個(gè)體數(shù)最多，是土壤中的主要功能群落[14]。在對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響上，唐菖蒲存在明顯的品種差異效應(yīng)，A1、A2、A3具有極顯著的促進(jìn)作用，低濃度促進(jìn)作用更強(qiáng)；對(duì)土壤養(yǎng)分循環(huán)和土壤肥力提高具有促進(jìn)作用。A4和A5則表現(xiàn)較強(qiáng)的抑制作用，低濃度抑制作用更強(qiáng)，對(duì)土壤肥力提高的影響相對(duì)較小。

土壤中的真菌數(shù)量少于細(xì)菌和放線菌，雖然數(shù)量較少，但與植物病害和物質(zhì)轉(zhuǎn)化卻密切相關(guān)[14]。土壤中的許多真菌都是植物的致病菌，如土壤中的尖孢鐮刀菌（F.oxysporum）能引起唐菖蒲的枯萎病[9,14-15]。由試驗(yàn)結(jié)果可見，在對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響上，雖然各品種間抑制效應(yīng)存在較大差別，但主要以抑制效應(yīng)為主。因此試驗(yàn)中的這5個(gè)唐菖蒲栽培品種對(duì)大部分真菌病害的侵染上表現(xiàn)出較強(qiáng)的抵御能力。

土壤中的放線菌種類很多，大部分為好氧腐生菌。土壤中的放線菌對(duì)促進(jìn)碳循環(huán)和腐殖質(zhì)形成有重要作用，另外，土壤中一些放線菌還能產(chǎn)生抗菌素，對(duì)其他有害菌起拮抗作用[13-14]。由于A3對(duì)土壤放線菌的數(shù)量有顯著促進(jìn)作用，因此在抵御有害菌的侵害上，與其他4個(gè)品種相比，A3對(duì)有菌害可能表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗性。

本試驗(yàn)通過傳統(tǒng)的稀釋平板培養(yǎng)法，直觀地對(duì)唐菖蒲葉片對(duì)土壤中最重要的三大類群微生物數(shù)量的消長影響進(jìn)行觀察。結(jié)果表明，唐菖蒲葉片對(duì)土壤中微生物數(shù)量化感作用產(chǎn)生顯著影響，同時(shí)，這種影響具有一定的品種效應(yīng)和濃度效應(yīng)。濃度效應(yīng)的產(chǎn)生，一方面可能是由于葉片浸提液中含有較高濃度的碳水化合物、氨基酸等豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，為微生物的繁殖創(chuàng)造了有利條件，影響土壤微生物的種類和數(shù)量分布[14,16-18]，另一方面是唐菖蒲葉片浸提液中含有的化感抑制物質(zhì)進(jìn)入土壤后，改變土壤微生物種群結(jié)構(gòu)，抑制土壤微生物的生長[14,16,19-20]。營養(yǎng)物質(zhì)和抑制物質(zhì)的相互作用，對(duì)土壤微生物數(shù)量的變化和唐菖蒲生長環(huán)境產(chǎn)生重要影響。土壤中的微生物種類繁多，傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法不能把它們?cè)谕寥乐械姆N類分布完全表現(xiàn)出來，也不能全面系統(tǒng)地反映土壤中微生物的多樣性生態(tài)功能和動(dòng)態(tài)變化過程[21]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，唐菖蒲品種間對(duì)微生物種類和數(shù)量影響存在顯著差異，因此在眾多資源中，通過品種篩選、定向育種以及栽培管理方式的優(yōu)化，將使得唐菖蒲栽培管理中的自毒作用得到一定的緩解和控制。

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