園林廢棄物堆肥配制基質的防病解磷效果研究

鄢海印 唐志遠 呂浩榮

摘要[目的]研究不同園林廢棄物堆肥配制基質的防病解磷效果。[方法]利用不同接種方式的園林廢棄物堆肥配制基質，進行番茄栽培試驗，分析基質微生物群落功能、解磷以及防治青枯病的效果。[結果]接種復合菌劑堆肥配制的基質具有一定的防病效果，可以提高微生物總體活性、群落物種豐富度，促進番茄生長，增加吸磷量，提高基質中速效磷和水溶性磷含量。后期接種堆肥配制基質的防病效果最優(yōu)，而2次接種堆肥配制基質的解磷效果最好。[結論]該研究為防病、解磷功能型營養(yǎng)基質的研制提供理論基礎和實踐依據。

關鍵詞 園林廢棄物；堆肥；基質；防病；解磷；微生物多樣性

中圖分類號 S141.4 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）22-0122-03

Abstract[Objective]To study the effect of disease prevention and phosphatedissolving from garden waste compost substrate.[Method]The substrates were prepared by using garden waste composts with different inoculation of functional microbes， peat and perlite. The trial of tomato cultivation was carried out to study the microbial community functional diversity， phosphorus release and the control of tomato bacterial wilt.[Result]The substrate prepared by the composts inoculated with functional bacteria had an obvious disease prevention effect. It could improve the overall microbial activity and the species richness of the microbial community， promote the growth of the tomato， increase the amount of phosphorus uptake and improve the content of the available phosphorus and water soluble phosphorus in the substrate. The disease control of the substrate prepared by garden waste compost of inoculation at the late stage of composting was the best. The phosphatedissolving of the substrate prepared by garden waste compost of inoculation both at early stage and late stage was the better.[Conlcusion]The research provides theoretical basis and practical basis for the development of functional nutrient substrate for the disease control and phosphatedissolving.

Key words Garden waste；Compost；Substrate；Disease control；Phosphatedissolving；Microbial diversity

隨著農業(yè)無土栽培技術的推廣，花卉苗木產業(yè)的集約化發(fā)展，基質成為其不可或缺的因素，目前使用的基質主要是泥炭，而泥炭作為一種不可再生自然資源[1]，過度開發(fā)將導致自然資源的迅速耗失。大量研究探討了利用有機廢棄物堆肥產品替代部分泥炭配制基質，相繼研究出各種農、林生產使用的基質，為泥炭資源的可持續(xù)利用提供參考[2-7]。針對農、林生產過程植物病害防治以及養(yǎng)分流失、固定導致肥料利用率低等問題，筆者利用接種拮抗菌、解磷菌的園林廢

棄物堆肥配制基質，

研究不同接種方式堆肥配制基質的生物防治植物病害以及利用生物學途徑維持基質中磷養(yǎng)分的供應水平，以期為防病、解磷功能型營養(yǎng)基質的研制提供科學依據，以加快園林廢棄物堆肥產品推廣應用。

1 材料與方法

1.1 材料 ①供試堆肥是以園林廢棄物、磷礦粉為原料，分為不接種、前期接種、后期接種以及前、后2次接種共4種堆肥方式[8]，堆制53 d而成，其基本性質見表1。②配制基質的其他物料：泥炭、珍珠巖、復合肥（15-15-15）由廣州市園林基質廠提供。③供試作物：益豐4號番茄。④供試病原菌：青枯病菌（Ralstonia solanacearum），華南農業(yè)大學園藝學院蔬菜系提供。

1.2 試驗設計

不同堆肥、泥炭、珍珠巖、復合肥按表2比例配制基質，分別得到處理CK、T1、T2、T3。每個處理10個重復，每盆裝基質2 kg，移栽2株長勢均勻番茄。7 d后番茄正常生長，各處理的6個重復每盆基質接種5 mL青枯病菌（菌液濃度為1.47×108 CFU/mL）進行基質防病效果研究，記錄番茄發(fā)病情況，分別于番茄移苗后14、40 d取樣基質用于Biolog分析微生物多樣性。

各處理的4個重復則用于解磷效果研究，番茄生長期為40 d，收獲后測定番茄地上部分鮮重、干重、番茄全磷含量，并取樣測定基質速效磷、水溶性磷含量。

1.3 測定項目與方法

①番茄發(fā)病及病情指數統(tǒng)計。番茄移栽接入青枯菌后每天下午進行發(fā)病調查和統(tǒng)計，記錄新發(fā)病株數及發(fā)病程度，參照方中達[9]方法統(tǒng)計病情指數。

②Biolog分析。按王秀紅等[10]的方法，采用培養(yǎng)72 h的數據計算每孔顏色平均變化率（AWCD）和微生物群落功能多樣性指數。

③全磷采用H2SO4-H2O2消煮-釩鉬黃比色法測定；速效磷采用檸檬酸浸提-釩鉬黃比色法測定；水溶性磷采用水浸提-鉬銻抗比色法測定[11]。

1.4 數據分析 多重比較分析采用SAS 9.0鄧肯氏新復極差法，Biolog方法72 h的測定數據標準化處理后進行微生物多樣性分析[10]。

2 結果與分析

2.1 不同基質的防病效果 由圖1可知，CK、T1、T3處理的番茄在移栽12 d開始發(fā)病，其中CK病情指數最高，而T2處理的番茄發(fā)病時間延遲，移栽16 d才開始發(fā)病。各處理番茄發(fā)病情況呈逐漸增加趨勢，番茄生長40 d后，CK發(fā)病最嚴重，全部死亡，而T2處理的發(fā)病最輕。各處理（CK、T1、T2、T3）番茄的病情指數分別為100.00%、91.67%、66.67%、83.33%，由此可知，接種復合菌劑堆肥配制的基質具有一定的防病效果，而且后期接種堆肥配制的基質防病效果更明顯，這與其拮抗菌枯草芽孢桿菌的含量最高有關。

2.2 不同基質的微生物多樣性分析

AWCD及其時間變化用以衡量微生物利用不同碳源的整體能力，直接反映微生物的整體活性[12-13]。由表3可知，番茄生長14 d，CK的AWCD值最小，而T1、T2處理的AWCD值無顯著差異，但顯著大于CK。至收獲時，CK的AWCD值最低，而T2處理最高，表明 Shannon index評估群落物種豐富度和均勻度，Simpson index評估群落中最常見的物種優(yōu)勢度指數，2種多樣性指數反映了土壤微生物群落功能多樣性的不同側面[10，13]。從表4可以看出，番茄移栽14 d，接種堆肥處理的 Shannon index無顯著差異，但顯著大于CK，而T3處理的 Simpson index最高，顯著高于其他處理。番茄收獲時，T2處理的 Shannon index最大，且顯著高于CK，各處理Simpson index的變化規(guī)律與番茄生長14 d類似。結合番茄病情指數分析，Shannon index可較好地反映基質的微生物群落功能多樣性，并與番茄的發(fā)病情況相似。由此說明接種復合菌劑堆肥配制的基質可以提高群落物種豐富度，而且后期接種復合菌劑堆肥配制的基質效果更佳。

2.3 不同基質的解磷效果

從表5可以看出，接種堆肥的番茄生物量顯著高于對照，表明利用接種堆肥配制的基質可促進番茄生長。與CK相比，T1、T2、T3處理的干重分別增加17.91%、21.76%、20.21%，說明后期接種和2次接種堆肥配制的基質優(yōu)于前期接種堆肥配制的基質。不同基質種植番茄的全磷含量差異不顯著，說明接種堆肥配制的基質對提高植物全磷含量影響不大，但接種堆肥配制的基質對番茄吸磷量影響明顯，T3處理番茄吸磷量最高。與對照相比，T1、T2、T3處理的吸磷量分別增加15.21%、16.95%、17.89%，表明接種堆肥配制的基質栽培番茄可以增加吸磷量，提高磷的利用率，而且分2次接種堆肥配制的基質效果更佳，主要是由于堆肥不同階段接種解磷功能菌（膠質芽孢桿菌）定殖效果差異引起的。

由表6可知，T3處理基質中速效磷含量最高，CK速效磷含量最低，且T3處理的速效磷含量顯著高于其他處理。接種堆肥基質中水溶性磷均顯著高于CK，且T3處理顯著高于T1、T2處理。表明接種堆肥配制的基質可以提高基質中速效磷和水溶性磷含量，而且分2次接種堆肥配制的基質效果更佳，這與表1堆肥不同階段接種解磷功能菌定殖效果差異有關。

3 討論

針對農、林生產植物病害防治、肥料利用率低等問題[14]，強化堆肥產品功能化研究是今后研究的重點。該研究利用不同接種方式的堆肥產品配合泥炭、珍珠巖、復合肥按一定比例配制基質，結果表明，不同接種方式堆肥配制的基質防病、解磷效果存在差異，分2次接種以及后期接種功能菌堆肥配制的基質能促進番茄生長，增加作物對磷的吸收，提高磷的利用率，而且對番茄青枯病具有一定的防治效果，這主要依賴于園林廢棄物堆肥過程中接種的功能菌在堆肥中定殖，豐富了堆肥中微生物資源庫。研究表明，在堆肥初期接種復合微生物，添加外源復合微生物會與堆料中土著微生物競爭營養(yǎng)源，較高濃度的土著微生物濃度會抑制接種微生物的生長繁殖，而且接種微生物存在不適應堆肥高溫環(huán)境出現大量死亡或休眠[8，10]，微生物接種時機是影響堆肥效果的關鍵因素，這與該研究不同基質防病、解磷結果相適應。園林有機廢棄物堆肥功能化開發(fā)使得堆肥產品不僅提供養(yǎng)分，提高農產品產量和品質，而且增加堆肥解磷、防病等功能，拓展堆肥應用價值，具有良好的生態(tài)效益、環(huán)境效益和社會效益，符合國家發(fā)展循環(huán)經濟和節(jié)約型社會發(fā)展要求。

4 結論

（1）接種復合菌劑堆肥配制的基質對番茄青枯病具有明顯的防病效果，且后期接種堆肥配制的基質防病效果最優(yōu)。

（2）接種堆肥配制的基質可以提高微生物總體活性、群落物種豐富度，而且后期接種堆肥配制的基質效果更好。

（3）接種堆肥配制的基質可以促進番茄生長，增加吸磷量，提高基質中速效磷和水溶性磷含量，而且分2次接種堆肥配制的基質效果最優(yōu)。

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