不同基質(zhì)對甜櫻桃幼樹限根栽培土壤肥力和植株生長的影響

阮夢雅，陳令會，董軍，洪莉

(臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 臨海 317000)

甜櫻桃原產(chǎn)于歐洲和亞洲西部地區(qū)，果大肉多，耐儲運，是我國設(shè)施栽培的重要果樹之一。甜櫻桃對環(huán)境適應(yīng)能力較差，對土壤肥水要求高。土壤基質(zhì)是容器植株生長發(fā)育的載體,基質(zhì)的理化特性是容器育苗技術(shù)研究的重點之一。前人的研究表明，利用不同材料進(jìn)行基質(zhì)復(fù)配可以得到適合作物生長的理想栽培基質(zhì)[1-2]。園土與其他基質(zhì)進(jìn)行適量配比，可增加土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量，增強(qiáng)苗木長勢，提高苗木成活率[3-4]。土壤理化性質(zhì)也影響植株根際微環(huán)境，土壤微生物活性、活性酶含量和土壤養(yǎng)分有密切關(guān)系[5-8]。本試驗選取土壤養(yǎng)分、根際微生物結(jié)構(gòu)、酶活性和幼樹生長情況為指標(biāo)，篩選出合適甜櫻桃限根栽培的基質(zhì)配方。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在浙江省臺州市進(jìn)行，供試甜櫻桃品種為06-7，砧木為吉塞拉6號，選擇長勢一致的小苗，于2018年12月定植于不同混配基質(zhì)限根容器內(nèi)，限根容器直徑50 cm。

1.2 處理設(shè)計

本試驗包括5個處理。T1為園土∶育苗基質(zhì)∶有機(jī)肥為50∶49∶1，T2為園土∶蘑菇渣∶有機(jī)肥為50∶49∶1，T3為園土∶草炭∶有機(jī)肥為50∶49∶1，T4為園土∶稻殼∶有機(jī)肥為50∶49∶1，以園土栽培(園土∶有機(jī)肥為99∶1)為對照(CK)，進(jìn)行不同混配基質(zhì)的限制栽培。每處理6株，采用相同的栽培管理措施。

1.3 土樣采集

采用“S形”五點采樣法取0～20 cm根際土壤樣品。新鮮土樣裝入無菌自封袋，用冰盒迅速帶回實驗室，去除雜物后分為兩部分，其中一部分樣品用于土壤微生物分析，另一部分土樣風(fēng)干后過篩1 mm，用于土壤理化性質(zhì)、土壤酶活性測定。

1.4 土壤pH、養(yǎng)分測定

土壤pH采用電位法測定；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法測定；土壤速效鉀采用醋酸銨提取-火焰光度法測定；土壤有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定；土壤速效氮采用堿解擴(kuò)散法測定。

1.5 土壤酶活性檢測

土壤脲酶檢測采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法；堿性磷酸酶檢測采用磷酸苯二鈉比色法；蔗糖酶檢測采用3,5-二硝基水楊酸比色法。

1.6 高通量測序

利用Illumina MiSeq測序平臺，對細(xì)菌16SrRNA基因可變區(qū)(V3，V4區(qū))進(jìn)行高通量測序。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去接頭和低質(zhì)量過濾處理，然后去除嵌合體序列，得到有效序列后進(jìn)行聚類分析，對OTU的代表序列作分類學(xué)分析，得到各樣本的物種分布信息。根據(jù)OTU分類結(jié)果，進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)分析。

1.7 植株生長狀況測量

植株生長量于2020年6月測量。分別測量莖干直徑(嫁接口以上10 cm處)、側(cè)枝數(shù)、側(cè)枝粗度。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加不同基質(zhì)對土壤理化性質(zhì)的影響

由表1可知，不同處理組的pH維持在6.9～7.2，適合甜櫻桃生長。各復(fù)配基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量均顯著高于CK。相比CK，T1處理的土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀和速效氮含量分別增加11.8%、11.4%、13.5%和3.4%，T2處理的土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀和速效氮含量分別增加11.8%、9.8%、11.7%和14.4%，T3處理的土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀和速效氮含量分別增加23.9%、14.2%、69.7%和6.4%，T4處理的土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀和速效氮含量分別增加20.9%、31.5%、25.9%和6.3%。

表1 不同復(fù)配基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.2 添加不同基質(zhì)對土壤酶活性的影響

由表2可知，添加不同基質(zhì)顯著影響了土壤酶活性。脲酶活性只有在T4條件下低于CK，其他處理均顯著高于CK。其中T2的土壤脲酶活性最高，較對照提高2.3倍；堿性磷酸酶在各處理中均顯著高于CK，其中T2的土壤堿性磷酸酶活性最高，提高至26.6倍。蔗糖酶活性只有在T1條件下低于CK，其他處理均與CK無明顯差異。綜上，添加蘑菇渣的T2處理對于提高土壤脲酶和堿性磷酸酶有顯著作用，且不降低蔗糖酶活性。添加育苗基質(zhì)的T1處理也可有效提高土壤脲酶和堿性磷酸酶，但蔗糖酶活性降低。

表2 不同復(fù)配基質(zhì)的酶活性

2.3 添加不同基質(zhì)對土壤微生物的影響

由圖1可知，甜櫻桃限根容器中土壤微生物在門的水平上分類主要有變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)、放線菌門(Actinobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、硝化螺旋門(Nitrospirae)等，說明在不同基質(zhì)處理下，均有豐富的土壤微生物種類存活。其中，變形菌門是豐度最高的細(xì)菌，不同處理的豐度不同(T2>T3>T1>T4>CK)。放線菌門豐度在不同處理中表現(xiàn)不同(T4>T1>T3>T2>CK)。綜上，不同的基質(zhì)處理使土壤微生物的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。

圖1 不同復(fù)配基質(zhì)土壤細(xì)菌主要群落組成(門水平)

2.4 添加不同基質(zhì)對植株生長量的影響

由表3可知，不同基質(zhì)處理下，植株莖干生長量均高于CK。其中，T1和T4處理的植株莖干生長量最大。植株側(cè)枝數(shù)只有在T3處理下低于CK，其他處理均顯著高于CK，其中T4處理側(cè)枝數(shù)最多，其次是T1處理。植株側(cè)枝粗度在各處理中均高于CK，其中T1處理下的植株側(cè)枝最粗，其次是T2處理。綜上，園土中添加育苗基質(zhì)、蘑菇渣和稻殼均對植株長勢均有促進(jìn)作用，其中添加育苗基質(zhì)效果最佳。

表3 不同復(fù)配基質(zhì)條件下植物生長情況

3 小結(jié)與討論

園土中添加不同基質(zhì)影響土壤的肥力水平。蘑菇渣、草炭、稻殼等物質(zhì)有豐富的營養(yǎng)成分，可豐富土壤養(yǎng)分，加強(qiáng)土壤肥力。本次試驗中，土壤中的有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量由于添加不同的材料產(chǎn)生了差異，但復(fù)配基質(zhì)土壤養(yǎng)分總體水平都高于園土。

土壤微環(huán)境也是衡量土壤肥力的一個重要指標(biāo)，如酶活性、微生物類群和豐度等。本試驗中，園土添加育苗基質(zhì)、蘑菇渣顯著提高了土壤中脲酶和堿性磷酸酶的活性。土壤微生物參與有機(jī)質(zhì)分解，使養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，提高了土壤肥力；微生物還可以產(chǎn)生抗生素，對一些致病菌產(chǎn)生拮抗作用[9]。本試驗中，添加育苗基質(zhì)、蘑菇渣等基質(zhì)，使土壤中微生物的成分發(fā)生顯著改變，在一定程度上使土壤中變形菌門和放線菌門的豐度增加。變形菌門中包括與植物共生的細(xì)菌和抑制植物致病菌的有益菌。放線菌在土壤中扮演重要角色，土壤中大部分放線菌是有益菌，可對一些病原菌產(chǎn)生拮抗作用，并在一定程度上促進(jìn)植物生長[9-10]。

土壤肥力、植物及根際微環(huán)境三者之間存在著復(fù)雜的相互作用[11-13]，這種作用直接影響到作物生長。在本試驗中，園土中添加育苗基質(zhì)處理下，植株生長速度加快，莖干生長量和側(cè)枝粗度都優(yōu)于其他處理。雖然育苗基質(zhì)對有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量提升效果不如草炭、稻殼等基質(zhì)，但可顯著提升土壤中脲酶和堿性磷酸酶活性，保持良好的土壤微環(huán)境，更有利于植物生長。綜上，園土中添加育苗基質(zhì)(園土∶育苗基質(zhì)∶有機(jī)肥為50∶49∶1)不僅能夠有效提高土壤養(yǎng)分，還能夠調(diào)節(jié)土壤微環(huán)境，增強(qiáng)植株長勢，促進(jìn)側(cè)枝萌發(fā)，適用于甜櫻桃幼樹限根栽培。

不同材料對土壤養(yǎng)分的提升效果不同。稻殼可有效提高土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量，草炭對有效磷的提高效果顯著，蘑菇渣可顯著提高土壤速效氮含量和堿性磷酸酶活性。本試驗中基質(zhì)配方較為單一，接下來的試驗可嘗試將多種基質(zhì)按比例混合，以探索更適合甜櫻桃幼樹限根栽培的基質(zhì)。