黃綠木霉T1010對(duì)日光溫室耕層土壤酶活性的調(diào)控效應(yīng)

摘 要：采用黃綠木霉T1010 （Trichoderma aureoviride 1010） 制劑處理日光溫室番茄連作土壤，以常規(guī)生產(chǎn)區(qū)為對(duì)照，設(shè)黃綠木霉T1010和1/2黃綠木霉T1010兩個(gè)處理，通過對(duì)土壤酶活性比色法測(cè)定，研究其對(duì)耕層土壤酶活性的影響，為應(yīng)用黃綠木霉T1010改善土壤生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)番茄生長(zhǎng)發(fā)育提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。結(jié)果表明，不同處理?xiàng)l件下土壤酶活性不同，其中纖維素酶、幾丁質(zhì)酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、多酚氧化酶活性大小順序?yàn)椋狐S綠木霉T1010〉1/2黃綠木霉T1010〉CK；蔗糖酶、淀粉酶、過氧化氫酶、過氧化物酶活性最高的處理是1/2黃綠木霉T1010；對(duì)照處理的土壤中葡聚糖酶活性最高。ANOVA分析，除葡聚糖酶和蛋白酶，其他各處理酶活性差異顯著。可見，黃綠木霉T1010對(duì)土壤中酶活性有一定調(diào)節(jié)作用，改善土壤生態(tài)環(huán)境，有效促進(jìn)番茄根系的發(fā)育，進(jìn)而促進(jìn)番茄產(chǎn)量的形成。

關(guān)鍵詞：黃綠木霉T1010；土壤酶活性；水解酶；氧化還原酶；調(diào)控

中圖分類號(hào)： S144.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.01.005

Regulating Effect of Trichoderma aureoviride 1010 on Enzyme Activity in the Solar-greenhouse Soil

CHEN Jian-ai1， CHEN Wei-jing2， YANG Huan-ming3， ZHU Wen-ting2，4

（1. Institute for Application of Atomic Energy and Institute of Agro-food Science and Technology， Shandong Academy of Agricultural Science，

Ji'nan， Shandong 250100，China； 2. High-tech Research Center， Shandong Academy of Agricultural Science， Ji'nan， Shandong 250100，China； 3. Agricultural Department of Shouguang City， Shouguang， Shandong 262700，China； 4. College of Life Science， Shandong Normal University， Ji'nan， Shandong 250014 ，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： In this study， the effect of Trichoderma aureoviride 1010 （T1010） on soil enzyme activity was determined， and hope to gain information for the application of T1010 to regulate the soil in solar-greenhouse. The experiments were carried on the soil in solar-greenhouse of Shouguang with tomato continuous cropping from August 1 to December 31 in 2009， and the experiment had two treatments （T1010 and 1/2T1010） with conventional production areas as control. These enzymes were analyzed by colorimetric method. Cellulose， chitinase， phosphatase， urease， protease， polyphenol oxidase， these enzymes activity of soil were always significantly greater， often by T1010， in 1/2T1010 than CK. The invertase， amylase， catalase and peroxidase activity were the highest in 1/2T1010. The dextranase activity increased in control. It showed that T1010 could enhance the solar-greenhouse soil environment efficiently by regulating soil enzyme activity. And they could promote the yield formation and product quality improvement of tomato by making good influence on the growth of roots， stems and leaves.

Key words： Trichoderma aureoviride 1010； soil enzyme activity； hydrolytic enzyme； oxido-reductase； regulation

土壤酶是一類具有特殊催化能力的較穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，是一種生物催化劑，主要來源于土壤微生物和植物根系的分泌物及動(dòng)植物殘?bào)w的分解釋放，包括水解酶類、氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類和裂合酶類等[1-3]。其中，水解酶包括各種脂類酶、糖苷酶和肽酶，能夠解聚多糖、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)，從而形成簡(jiǎn)單的、易被植物吸收的小分子物質(zhì)，對(duì)于土壤生態(tài)系統(tǒng)中的碳、氮循環(huán)具有重要作用。氧化還原酶主要是催化氫的轉(zhuǎn)移或電子傳遞的氧化還原反應(yīng)。在此類土壤酶中，過氧化氫酶能酶促過氧化氫的分解，有利于防止過氧化氫對(duì)生物體的毒害作用；多酚氧化酶參與土壤有機(jī)組分中芳香族化合物的轉(zhuǎn)化，能夠反映土壤腐殖質(zhì)化狀況[4-5]。

土壤酶活性反映了土壤中各種生物化學(xué)過程的強(qiáng)度和方向，在土壤發(fā)生發(fā)育、土壤肥力形成、土壤凈化及生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程中起著至關(guān)重要的作用[6-7]。研究表明，土壤酶的活性與土壤微生物數(shù)量密切相關(guān)[8-9]。本研究密切關(guān)注日光溫室番茄生產(chǎn)中面臨的土壤連作障礙導(dǎo)致的土壤酶活性降低的現(xiàn)狀，依據(jù)環(huán)境土壤學(xué)理論，采用環(huán)境友好型微生物黃綠木霉T1010 （Trichoderma aureoviride 1010） 制劑處理日光溫室番茄連作土壤，環(huán)境變化對(duì)土壤酶活性的影響。研究黃綠木霉T1010在日光溫室耕層土壤中強(qiáng)勢(shì)定殖后對(duì)水解酶和氧化還原酶兩大類土壤酶活性的調(diào)控效應(yīng)，為應(yīng)用黃綠木霉T1010改善土壤生態(tài)環(huán)境，提高土壤酶活性，促進(jìn)番茄生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試番茄品種為從以色列引進(jìn)的日光溫室專用番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）品種“Aima701”。

供試黃綠木霉T1010 （Trichoderma aureoviride 1010） 制劑由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所利用60Co -γ射線和紫外線復(fù)合誘變選育后利用稻殼進(jìn)行固體發(fā)酵而成。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2009年8月至12月安排在山東省壽光市多年連作種植番茄的代表性日光溫室中進(jìn)行，試驗(yàn)以常規(guī)生產(chǎn)區(qū)（分別按7 500 kg·hm-2用量施用腐熟的雞糞和豆餅）為對(duì)照，設(shè)黃綠木霉T1010處理（在常規(guī)生產(chǎn)區(qū)的基礎(chǔ)上，按225 kg·hm-2用量施用黃綠木霉T1010制劑，在黃綠木霉T1010處理單因素差異的條件下研究其對(duì)水解酶和氧化還原酶兩大類土壤酶活性的調(diào)控效應(yīng)）和1/2黃綠木霉T1010處理（在常規(guī)生產(chǎn)區(qū)的有機(jī)肥用量減半的基礎(chǔ)上，按112.5 kg·hm-2用量施用黃綠木霉T1010制劑，用以研究在投入成本與對(duì)照基本一致的情況下對(duì)土壤酶活性的影響）。將黃綠木霉T1010制劑和有機(jī)肥在番茄移栽前 15 d 施入日光溫室耕層土壤，并進(jìn)行灌溉。對(duì)照和處理各重復(fù)4次，共設(shè)12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)種 6 行番茄，行長(zhǎng) 9.6 m，行距 0.6 m，株距0.36 m。

1.3 栽培管理

2009年8月1日，將5葉期的番茄幼苗移栽于日光溫室，每株留5～6穗花，每穗坐果數(shù)自由生長(zhǎng)不控制。每月隨灌溉按750 kg·hm-2用量追施復(fù)合肥（16% NH4+，13% P2O5，16% K2O）。通過人工控制放風(fēng)口大小和放風(fēng)時(shí)間使日光溫室室內(nèi)溫度保持在白天（25±5） ℃，夜間（14±2） ℃。

1.4 日光溫室耕層土壤酶活性指標(biāo)測(cè)定

2009年11月26日對(duì)各處理和對(duì)照的耕層土壤進(jìn)行取樣。處理和對(duì)照均采用5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)取5～15 cm、15～25 cm 各1環(huán)，10環(huán)土樣混和存放在密封的鋁盒內(nèi)，帶回實(shí)驗(yàn)室作冷凍保存，用于土壤酶學(xué)指標(biāo)測(cè)定。

土壤水解酶活性為蔗糖酶以蔗糖為基質(zhì)，淀粉酶以可溶性淀粉為基質(zhì)，纖維素酶以羧甲基纖維素為基質(zhì)，葡聚糖酶以葡聚糖為基質(zhì)，采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定釋放的葡萄糖含量[1]，幾丁質(zhì)酶以膠狀幾定質(zhì)為底物比色測(cè)定N-乙酰氨基葡萄糖含量[10]，脲酶以尿素為基質(zhì)比色測(cè)定NH3-N釋放的量[1]，蛋白質(zhì)酶以干酪素為基質(zhì)茚三酮法比色測(cè)定釋放的甘氨酸含量[1]，磷酸酶以磷酸苯二鈉為基質(zhì)比色測(cè)定釋放的酚量[1]；土壤氧化還原酶活性為過氧化氫酶酶解過氧化氫鉬酸銨顯色測(cè)定[9]，過氧化物酶、多酚氧化酶以鄰苯三酚為基質(zhì)，著色乙醚相比色測(cè)定紫色沒食子素量[1]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 8.2 分析軟件對(duì)不同處理間的差異顯著性進(jìn)行ANOVA分析，以Pr>F<0.05表示處理間差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃綠木霉T1010對(duì)日光溫室耕層土壤水解酶活性的調(diào)控效應(yīng)

番茄生長(zhǎng)盛果期，對(duì)日光溫室不同處理土壤取樣，對(duì)土壤水解酶活性指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果顯示（表1），黃綠木霉T1010處理的土壤淀粉酶、纖維素酶、幾丁質(zhì)酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶活性分別比對(duì)照提高7.79%，14.29%，13.95%，16.67%，1.5%，16.67%，蔗糖酶、葡聚糖酶活力比對(duì)照各降低4.32%，8.54%。1/2黃綠木霉T1010處理的日光溫室土壤蔗糖酶、淀粉酶活性分別比對(duì)照提高7.00%，15.40%，纖維素酶、葡聚糖酶、幾丁質(zhì)酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶活性則比對(duì)照降低，降低幅度分別為31.75%，13.03%，2.32%，8.33%，0.19%，8.33%。進(jìn)一步進(jìn)行 ANOVA 分析結(jié)果顯示，不同處理間酶活性差異均達(dá)極顯著水平，結(jié)果分別為，蔗糖酶：Pr>F=0.008 7；淀粉酶：Pr>F=0.008；纖維素酶：Pr>F<0.000 1；幾丁質(zhì)酶：Pr>F<0.000 1；脲酶：Pr>F=0.006 5；磷酸酶：Pr>F<0.000 1；葡聚糖酶和蛋白酶活性各處理間差異不明顯（Pr>F=0.374 2；Pr>F=0.520 2）。Duncan 新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)的結(jié)果（表1）進(jìn)一步顯示了不同處理相互之間差異的狀況。

2.2 黃綠木霉T1010對(duì)日光溫室耕層土壤氧化還原酶活性的調(diào)控效應(yīng)

對(duì)日光溫室不同處理土壤氧化還原酶活性指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果顯示（表2），黃綠木霉T1010處理的日光溫室過氧化氫酶（CAT）活性比對(duì)照提高3.07%，過氧化物酶（POD）活性比對(duì)照降低1.64%，多酚氧化酶（PPO）活性比對(duì)照提高5.07%；1/2黃綠木霉T1010處理的CAT活性比對(duì)照提高5.73%，POD活性比對(duì)照提高4.37%，PPO活性與對(duì)照相當(dāng)。酶活性不同處理間均有差異，結(jié)果分別為，CAT： Pr>F<0.000 1；POD：Pr>F=0.055 2；PPO：Pr>F=0.030 3。Duncan 新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)一步顯示了不同處理相互之間差異的狀況。

2.3 黃綠木霉T1010對(duì)日光溫室番茄根系生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的影響

對(duì)不同處理番茄植株根系生長(zhǎng)指標(biāo)檢測(cè)及ANOVA 分析的結(jié)果表明（表3），不同處理間主根長(zhǎng)、側(cè)根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)差異顯著（Pr>F<0.05）。黃綠木霉T1010處理的日光溫室番茄植株主根長(zhǎng)、側(cè)根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)最高，分別比對(duì)照提高13.1%，28.2%，49.4%；1/2黃綠木霉T1010處理的日光溫室番茄植株主根長(zhǎng)、側(cè)根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)分別比對(duì)照提高7.8%，22.7%，24.9%。Duncan 新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)的結(jié)果（表3）進(jìn)一步顯示了不同處理相互之間差異的狀況。

對(duì)不同處理番茄植株主要產(chǎn)量形成指標(biāo)檢測(cè)及ANOVA 分析結(jié)果（表3）表明， 不同處理間單果枝坐果數(shù)、單果質(zhì)量、產(chǎn)量等指標(biāo)差異顯著（Pr>F<0.05）。黃綠木霉T1010處理的日光溫室番茄植株單果枝坐果數(shù)、單果質(zhì)量、產(chǎn)量等指標(biāo)分別比對(duì)照提高37.6%，30.5%和20.0%；1/2黃綠木霉T1010處理的日光溫室番茄植株單果枝坐果數(shù)、單果質(zhì)量、產(chǎn)量等指標(biāo)分別比對(duì)照提高34.3%，30.5%和8.3%。Duncan 新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)的結(jié)果（表3）進(jìn)一步顯示了不同處理相互之間差異的狀況。

觀測(cè)結(jié)果顯示，黃綠木霉T1010處理的日光溫室番茄植株坐果早、成熟早、果實(shí)大、著色均勻、果形一致。

3 結(jié)論和討論

隨著土壤酶和微生物新的測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)清楚地認(rèn)識(shí)到土壤酶活性與土壤微生物之間存在著密切關(guān)系。Aon曾指出，一般情況下特定的土壤酶活性與細(xì)菌和真菌類群關(guān)系密切。一些研究表明，放線菌能釋放降解腐殖質(zhì)和木質(zhì)素的過氧化物酶、酯酶和氧化酶等[12-14] 。Naseby等[15]的研究表明，木霉屬和腐霉屬增加了與C、N、P循環(huán)有關(guān)的沙壤土上的酸性和堿性磷酸酶、脲酶、廣葡聚糖酶、纖維素分解酶和幾丁質(zhì)酶活性。湯樹得[16]研究白漿土生物活性時(shí)發(fā)現(xiàn)，脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶與微生物的活性有直接性關(guān)系。陳放鳴等[17]研究發(fā)現(xiàn)土壤微生物活性與磷酸酶活性呈正相關(guān)。胡海波等[18]的研究表明，真菌數(shù)量對(duì)磷酸酶、脲酶和蛋白酶的影響很大，細(xì)菌和放線菌數(shù)量對(duì)蔗糖酶有顯著影響，土壤微生物的數(shù)量與土壤酶活性有一定的相關(guān)性。丁菡等[19]在對(duì)半干旱區(qū)土壤酶活性與微生物關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，土壤微生物數(shù)量與各種土壤酶活性之間都有較高的相關(guān)性。

本研究的結(jié)果表明，環(huán)境友好微生物黃綠木霉T1010可在日光溫室耕層土壤中強(qiáng)勢(shì)定殖后對(duì)土壤水解酶和氧化還原酶兩大類土壤酶活性有調(diào)控效應(yīng)，其中，對(duì)大部分水解酶提高了其活性，少數(shù)水解酶活性降低，比如葡聚糖酶，對(duì)過氧化氫酶、過氧化物酶、多酚氧化酶提高幅度較小。在土壤有機(jī)質(zhì)比較充裕的情況下，黃綠木霉T1010對(duì)日光溫室土壤中水解酶和氧化還原酶等酶活性均有不同程度的積極的影響。

黃綠木霉T1010制劑處理日光溫室番茄連作土壤，可在日光溫室土壤，特別是番茄根際快速定殖，長(zhǎng)期存活，有效提高土壤酶活性，改善土壤生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)了日光溫室番茄根系的生長(zhǎng)、產(chǎn)量的形成和品質(zhì)的提高。

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