枯草芽孢桿菌與解磷細(xì)菌對獼猴桃園土壤及果實(shí)品質(zhì)的影響

邵　陽，崔孟奇，田霄鴻，曹翠玲，胡景江

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院， 陜西 楊凌 712100)

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枯草芽孢桿菌與解磷細(xì)菌對獼猴桃園土壤及果實(shí)品質(zhì)的影響

邵陽1，崔孟奇1，田霄鴻2，曹翠玲1，胡景江1

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院， 陜西 楊凌 712100)

在大田條件下，采用兩因素兩水平完全正交試驗設(shè)計方案，從立體生態(tài)角度研究了在獼猴桃樹體根圍施用枯草芽孢桿菌和解磷細(xì)菌后對土壤理化性質(zhì)、土壤微生物數(shù)量及果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，混合施用枯草芽孢桿菌和解磷細(xì)菌后，土壤速效磷、銨態(tài)氮含量及磷酸酶活性分別是對照的1.93倍、1.34倍及2.15倍；果實(shí)成熟后，其硬度、可溶性糖含量、VC含量分別是對照的1.21倍、1.06倍、1.18倍，可滴定酸含量降低，是對照的88%。多元回歸統(tǒng)計分析表明，果實(shí)品質(zhì)與土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷及磷酸酶活性相關(guān)性顯著?；旌鲜┯每莶菅挎邨U菌和解磷細(xì)菌可用來改良高齡獼猴桃果園土壤，且能提高果實(shí)品質(zhì)。

獼猴桃；有益菌；土壤養(yǎng)分；改良分析

獼猴桃(ActinidiaChinensis)俗稱陽桃、毛桃等，屬獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia)植物，是原產(chǎn)于我國的古老野生木質(zhì)藤本果樹。獼猴桃口味鮮美、營養(yǎng)豐富，被譽(yù)為“水果之王”。隨著人們生活水平的不斷提高，對各種水果品質(zhì)的改良也提上了日程，使用化學(xué)藥劑雖能對其有一定程度的作用，但產(chǎn)生的負(fù)面影響也是不容忽視。例如在獼猴桃生產(chǎn)中使用較為普遍的膨大劑，有報道指出，這種獼猴桃不僅吃起來味淡，且不宜貯藏，要是大量食用，還可能造成體內(nèi)由于激素蓄積而引起的病變[1]。因此尋找一種健康環(huán)保的改良方式就顯得尤為重要。

土壤是獼猴桃樹體生長的基礎(chǔ)，土壤理化性狀的優(yōu)劣直接影響到樹體的生長、果實(shí)品質(zhì)和果園的可持續(xù)發(fā)展[2]。土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，幾乎所有的土壤過程都直接或間接地與土壤微生物有關(guān)[3]，尤其是一些有益土壤微生物可直接或間接提高土壤養(yǎng)分有效性。如，自生固氮菌除固氮活性之外，還具有活化土壤無機(jī)磷的作用[4]；解鉀菌在土壤中除了解鉀、解磷的作用外，還具有多方面的功能[5]；有益菌枯草芽孢桿菌菌體可合成淀粉酶、蛋白酶等多種酶類，并且具有良好的促進(jìn)植物生長的作用[6]，解磷細(xì)菌能提高土壤有效磷含量、降低磷肥的投入，減少環(huán)境污染，具有極好的環(huán)保作用[7]。

目前枯草芽孢桿菌多應(yīng)用于飼料及水質(zhì)的研究，解磷細(xì)菌多應(yīng)用于設(shè)施蔬菜種植相關(guān)的研究，關(guān)于枯草芽孢桿菌和解磷細(xì)菌對獼猴桃根圍土壤及果實(shí)品質(zhì)的研究比較少見。在對農(nóng)戶走訪調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，果園連年種植獼猴桃會產(chǎn)生多種種植問題，其中樹勢衰弱及獼猴桃產(chǎn)量下降的問題對農(nóng)戶影響最為嚴(yán)重，因此本文擬探究這兩種菌單施及混施對土壤養(yǎng)分的影響及其對果實(shí)品質(zhì)的影響。

1　材料與方法

1.1材料

枯草芽孢桿菌(300億·g-1)為鹽城市神微生物菌種科技有限公司出品。解磷細(xì)菌(菌株鑒定結(jié)果為楊氏檸檬酸桿菌，采用牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h，81億·g-1)為實(shí)驗室分離菌株。

1.2植物及土壤材料

試驗地位于陜西楊凌夏家溝。獼猴桃果園栽種品種為“海沃德”。 2014年4月14日隨機(jī)選取12棵生長狀況相似的植株，采用兩因素兩水平的正交試驗設(shè)計，3棵為空白對照(CK)，9棵為試驗處理植株，分別為枯草芽孢桿菌(KC，500 g·株-1)、解磷細(xì)菌(JL，1.5 L·株-1)、枯草芽孢桿菌和解磷細(xì)菌配施(KJ)(用量為單施的一半，250 g+750 mL·株-1)。具體施用方法為:以樹干為中心，0.5 m為半徑，將表層約15 cm的土壤移開后，將菌劑或菌液均勻撒在土壤表面后，再用土覆蓋。

2015年9月7日采集土樣及果實(shí)樣品，采用四點(diǎn)取樣法對12棵果樹采樣，以主干為中心距其0.5 m處用土鉆采集15～20 cm層土壤，棄去植物殘體后，取1.0～2.0 kg樣品，混合均勻裝入無菌密封袋帶回實(shí)驗室進(jìn)行土壤理化性質(zhì)及微生物數(shù)量測定。

1.3測定指標(biāo)與方法

1.3.1土壤微生物數(shù)量測定土壤微生物數(shù)量用新鮮土壤進(jìn)行測定，細(xì)菌、放線菌及真菌數(shù)量測定分別采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、高氏1號培養(yǎng)基及馬丁氏培養(yǎng)基[8]。

1.3.2土壤理化性質(zhì)測定方法土壤理化性質(zhì)參考鮑士旦《土壤農(nóng)化分析》[9]，利用pH計測定土壤pH，以H2SO4-HClO4消解法測定土壤全磷含量，以鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量，利用凱氏定氮儀測定土壤全氮含量，利用AA3型連續(xù)流動分析儀測定土壤硝態(tài)氮及銨態(tài)氮含量。

1.3.3土壤酶測定將6月24日帶回的土壤，部分風(fēng)干后過100目篩，參照關(guān)松蔭[10]的方法測定土壤酶活性。蔗糖酶活性測定采用3,5—二硝基水楊酸比色法，以24 h后1 g土壤中葡萄糖的毫克數(shù)表示；脲酶活性測定采用苯酚鈉比色法，以24 h后1 g土壤中NH3—N的毫克數(shù)表示；蛋白酶活性測定采用茚三酮比色法，以24 h后1 g土壤中甘氨酸的微克數(shù)表示；多酚氧化酶活性測定采用紫色沒食子酸比色法，以每克土的紅紫培精的毫克數(shù)表示；磷酸酶活性測定采用苯磷酸二鈉法，以每百克土酚的毫克數(shù)表示。

1.3.4果實(shí)品質(zhì)測定同時在取樣的12棵樹體中上部，分別于東、南、西、北采集生長狀態(tài)適中的獼猴桃果實(shí)樣品各4個，總計192個，帶回實(shí)驗室后立即用電子天平測定單果質(zhì)量，用GY-1型果實(shí)硬度計測定果實(shí)硬度。當(dāng)果實(shí)硬度達(dá)到1.0～1.2時，參考曹健康《果蔬采后生理生化實(shí)驗指導(dǎo)》[11]用阿貝折光儀測定可溶性固形物(SSC)含量，采用蒽酮比色法測定果實(shí)總可溶性糖含量，采用NaOH滴定法測定果實(shí)可滴定酸含量，以碘酸滴定法測定果實(shí)抗壞血酸含量；參考張治安《植物生理學(xué)實(shí)驗指導(dǎo)》[12]以乙醇萃取法測定果實(shí)葉綠素含量。

采用Excel和SPSS軟件對土壤理化性狀及果實(shí)品質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1施用有益菌對果園土壤理化性質(zhì)及酶活性的影響

獼猴桃土壤適宜在pH值7.5以下的地塊栽培[13]，表1顯示，施用有益菌均能使20年齡果園的原弱堿性土壤pH略降低，但變化并不顯著，這可能是因為石灰性土壤具有一定的緩沖作用，所以導(dǎo)致其pH變化幅度不大[14]；從土壤養(yǎng)分看，速效磷、全氮及銨態(tài)氮含量均較CK組有顯著提高，且在0.05水平下差異顯著，尤其是KJ組效果最為顯著；上述各養(yǎng)分均有利于獼猴桃品質(zhì)的提高[2,15]。KJ組全磷量略有升高，可能是由于農(nóng)戶施肥所致。從表1可以看出，只有硝態(tài)氮含量有一定程度的下降。這可能是因為獼猴桃優(yōu)先吸收了硝態(tài)氮[16]。

表1　根際土壤理化性質(zhì)

注：表中標(biāo)注小寫字母為鄧肯測驗結(jié)果，不同字母表示在0.05水平下差異顯著。

Note: Different lowercases is the result of Duncan’s multiple-range test, and they stands forP≤0.05.

土壤酶作為土壤組分中最活躍的有機(jī)成分之一[17]，是評價土壤肥力高低、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣的一個重要生物指標(biāo)[18]，土壤中磷酸酶、脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶活性提高有利于植物生長[19-23]。表2表明，施用有益菌能提高上述酶的活性，且與對照在0.05水平下差異顯著。表3顯示，施用有益菌能提高土壤酶活性，進(jìn)而提高土壤養(yǎng)分，并促進(jìn)果樹對硝態(tài)氮的吸收。

表2　根際土酶活性測定

注：表中標(biāo)注小寫字母為鄧肯測驗結(jié)果，不同字母表示在0.05水平下差異顯著。

Note: Different lowercases is the result of Duncan’s multiple-range test, and they stands forP≤0.05.

表3　土壤養(yǎng)分同土壤酶活的相關(guān)性分析

注： **為0.01水平顯著相關(guān)，*為0.05水平顯著相關(guān)。

Note: ** stands forP<0.01，* stands forP≤0.05.

2.2施用有益菌對果園土壤微生物數(shù)量的影響

土壤養(yǎng)分與土壤微生物數(shù)量極為密切[24]，土壤理化性質(zhì)改良后，更適合微生物生存與繁殖，進(jìn)而可使其向土壤中分泌更多的酶。本試驗結(jié)果(表4)證明，施用有益菌后，土壤真菌及放線菌數(shù)量無明顯變化，但細(xì)菌數(shù)量明顯增多，致真菌/細(xì)菌比值降低，且在0.05水平下差異顯著。土壤中真菌數(shù)量以及真菌/細(xì)菌比值越低，土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度越高，土壤抑制病害能力越強(qiáng)[25-26]。所以施用有益菌能明顯改良土壤理化性質(zhì)及降低土壤真菌/細(xì)菌比值。

表4　土壤微生物數(shù)目測定

注：表中標(biāo)注小寫字母為鄧肯測驗結(jié)果，不同字母表示在0.05水平下差異顯著。

Note: Different lowercases is the result of Duncan's multiple-range test, and they stands forP≤0.05.

2.3對果實(shí)品質(zhì)的影響

表5表明，施用有益菌后，果實(shí)單果質(zhì)量、硬度、可溶性糖含量、可滴定酸含量、葉綠素含量及VC含量較未處理健康果樹都有不同程度的提高，尤其是枯草芽孢桿菌和解磷細(xì)菌配施的均在0.05水平下顯著；可滴定酸含量較未處理果樹有不同程度下降，且在0.05水平下顯著，所以施用枯草芽孢桿菌和解磷細(xì)菌后獼猴桃果實(shí)品質(zhì)均有一定程度的提高。

VC含量是獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，為探究獼猴桃品質(zhì)改良與土壤養(yǎng)分改良的關(guān)系，我們將獼猴桃果實(shí)VC含量同土壤理化指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)性分析。表6顯示：VC含量同土壤指標(biāo)顯著相關(guān)，與硝態(tài)氮含量顯著負(fù)相關(guān)，與其余指標(biāo)顯著正相關(guān)。在0.05且0.01水平下顯著。由此可以看出，土壤養(yǎng)分對果實(shí)VC含量影響比較明顯。土壤經(jīng)有益菌處理后，土壤養(yǎng)分得到改良，果實(shí)VC含量同樣受到影響，如表5數(shù)據(jù)所示，有益菌處理后的果實(shí)VC含量明顯高于CK組。

表5　獼猴桃果實(shí)品質(zhì)

注：表中標(biāo)注小寫字母為鄧肯測驗結(jié)果，不同字母表示在0.05水平下差異顯著。

Note: Different lowercases is the result of Duncan's multiple-range test, and they stands forP≤0.05.

表6　果實(shí)Vc含量同土壤指標(biāo)的相關(guān)性分析

注：**為0.01水平顯著相關(guān)，*為0.05水平顯著相關(guān)。

Note: ** stands forP<0.01，* stands forP≤0.05.

3　結(jié)　論

土壤是植物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時又是植物-土壤-微生物生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量交換的主要場所，獼猴桃生命活動所需的水分、無機(jī)營養(yǎng)及少量有機(jī)物質(zhì)都是通過根系從土壤中吸收的[27]，而土壤微生物可以將土壤中植物難以直接利用的物質(zhì)加以分解或轉(zhuǎn)化，使植物根系更容易吸收利用，有利于植物生長發(fā)育。

本試驗結(jié)果表明，經(jīng)有益菌處理后，20年齡的獼猴桃根圍土壤真菌/細(xì)菌比值明顯降低(與CK達(dá)顯著差異)，更適合微生物生長與繁殖，可以向土壤中分泌更多的酶，即磷酸酶活性、脲酶活性、蛋白酶活性、PPO活性、蔗糖酶活性均較對照有顯著提高。且土壤酶活性與理化指標(biāo)相關(guān)性分析證明，土壤相關(guān)酶活性的提高可對土壤速效磷、全氮及銨態(tài)氮含量的增加起很大作用。土壤營養(yǎng)成分有明顯改善，速效P、全N、銨態(tài)N含量明顯升高，硝態(tài)氮含量一定程度下降，可能是施用有益菌可以促進(jìn)獼猴桃優(yōu)先吸收硝態(tài)氮。

本試驗證明，有益菌能夠改良土壤質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)樹體生理代謝，形成了良性的植物-土壤-微生物生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而提高果實(shí)品質(zhì)。試驗測定的獼猴桃果實(shí)硬度、單果質(zhì)量、SSC含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、葉綠素含量、Vc含量等品質(zhì)指標(biāo)均佐證了這一點(diǎn)。施用了有益菌后，果園土壤養(yǎng)分及結(jié)構(gòu)得到了改善，而果園產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)在很大程度上取決于果園土壤的養(yǎng)分狀況[28-31]。結(jié)構(gòu)好、養(yǎng)分協(xié)調(diào)的土壤，有利于果樹根系生長及其對養(yǎng)分的攝取，有利于提高果樹產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)[32]。因此通過向高齡獼猴桃園施用有益細(xì)菌，可以對土壤進(jìn)行生物修復(fù)，更為可喜的是能夠提高獼猴桃果實(shí)品質(zhì)。對土壤進(jìn)行生物修復(fù)是發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)必要措施。

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Bacillus subtilis and phosphobacteria effects on soil and fruit quality in kiwifruit orchards

SHAO Yang1, CUI Meng-qi1, Tian Xiao-hong2, CAO Cui-ling1, HU Jing-jiang1

(1.College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi 712100, China；2.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

The reaserch was to explore the effects of Bacillus Subtilis and Phosphobacteria, which supplied to the rooting zone of Kiwi fruit, on soil physical, chemical and microbial population in the rhizosphere soil and the fruit quality by orthogonal experiment of two factors and two levels in the field. The physical, chemical and microbial population of soil, leaves and fruits were measured respectively. Results showed that the trees dealt with both of Bacillus Subtilis and Phosphobacteria to the rooting zone had the best signification. The soil available P, ammonium N contents and phosphatase activity was 1.93, 1.34 and 2.15 times the amount of the unprocessed. The firmness, soluble sugar and Vitamin C content was 1.21, 1.06, 1.18 times the amount of the unprocessed. The unprocessed titratable acid was 88% of the trees dealt with both of Bacillus Subtilis and Phosphobacteria.The data being analyzed, fruit quality had a signification positive correlation with organic matter, available P contents and phosphatase activity. It is considerable to use both of Bacillus Subtilis and Phosphobacteria to improve the soil characteristic and the fruit quality.

Kiwi fruit; soil nutrients; fruit quality; improved analysis

1000-7601(2016)05-0180-05

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.05.27

2015-11-20

西北農(nóng)林科技大學(xué)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化專項(XNY2013-49)；楊凌示范區(qū)科技局科技計劃項目(2014NY-40)

邵陽(1990—)，女，遼寧鞍山人，碩士研究生在讀，主要從事植物逆境生理研究。 E-mail：81754222@qq.com。

曹翠玲，E-mail：cuilingcao@163.com。

S663.4

A