不同基質(zhì)生物有機(jī)肥防控番茄土傳青枯病及促生效果研究①

楊天杰，王玉鑫，王佳寧，韋 中，董彩霞，沈其榮，徐陽春

不同基質(zhì)生物有機(jī)肥防控番茄土傳青枯病及促生效果研究①

楊天杰，王玉鑫，王佳寧，韋 中，董彩霞，沈其榮，徐陽春*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/江蘇省固體有機(jī)廢棄物資源化高技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省有機(jī)固體廢棄物資源化協(xié)同創(chuàng)新中心/資源節(jié)約型肥料教育部工程研究中心/國家有機(jī)類肥料工程技術(shù)研究中心，南京 210095)

利用功能菌株解淀粉芽孢桿菌配合不同原料的有機(jī)肥制備不同生物有機(jī)肥，研究其防控番茄土傳青枯病以及促生的效果，并考察土壤養(yǎng)分及根際細(xì)菌群落的響應(yīng)，以獲得能夠有效防控番茄青枯病的生物有機(jī)肥。本研究以解淀粉芽孢桿菌T-5為功能菌株，分別配合秸稈有機(jī)肥及雞糞有機(jī)肥，經(jīng)二次發(fā)酵分別制得秸稈生物有機(jī)肥(BIO1)和雞糞生物有機(jī)肥(BIO2)，并于江蘇省南京市一處青枯病多發(fā)的番茄大棚進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明：兩種生物有機(jī)肥均能顯著降低番茄土傳青枯病的發(fā)病率，且BIO1處理的防控效果最佳，使發(fā)病率降低了94.45%；兩種生物有機(jī)肥均能顯著促進(jìn)番茄生長，增加番茄地上部生物量并提高產(chǎn)量，但對(duì)于番茄果實(shí)品質(zhì)并無顯著提升；BIO1處理可顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，BIO2處理則顯著提高土壤pH；土壤有機(jī)質(zhì)含量與番茄發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)，與番茄地上部生物量和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；基于高通量測(cè)序結(jié)果，發(fā)現(xiàn)生物有機(jī)肥可顯著提高根際細(xì)菌多樣性，同時(shí)改變細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)；防控效果最好的BIO1處理中，變形菌門相對(duì)豐度最高，放線菌門相對(duì)豐度最低，土壤硝態(tài)氮和pH與這兩個(gè)門水平的細(xì)菌類群具有顯著相關(guān)性?？梢?，以解淀粉芽孢桿菌為功能菌株、秸稈為原料制備的秸稈生物有機(jī)肥可有效防控番茄土傳青枯病，效果優(yōu)于雞糞生物有機(jī)肥。該生物有機(jī)肥還可顯著促進(jìn)番茄生長及產(chǎn)量提升，并通過調(diào)控根際細(xì)菌群落中變形菌門和放線菌門的相對(duì)豐度，提高土壤抑病能力，減少土傳青枯病的發(fā)生。

番茄；生物防控；土傳青枯??；生物有機(jī)肥

近年來，我國大力發(fā)展集約化種植，不僅施用了大量化肥，而且連續(xù)多年種植單一作物[1]。這種不合理的生產(chǎn)方式造成了土壤酸化、土壤有機(jī)質(zhì)降低和土壤微生物群落嚴(yán)重失衡，致使作物出現(xiàn)嚴(yán)重的連作障礙，產(chǎn)量急劇下降，給農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)帶來了巨大損失[2-3]。以土傳青枯病為例，該土傳病害是由茄科勞爾氏菌()引起的細(xì)菌性土傳病害[4]，其傳播范圍廣、易存活，可侵染番茄、辣椒、煙草等200多種作物[5]，嚴(yán)重影響著我國茄科作物的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。施用農(nóng)藥和熏蒸等傳統(tǒng)方法雖然可在短時(shí)間內(nèi)快速殺滅土傳病原菌，但同時(shí)也會(huì)降低土壤微生物群落多樣性，無法長期、有效地應(yīng)對(duì)土傳病害的再次爆發(fā)[6]。因此，綠色可持續(xù)的防控措施越來越受到人們重視，如施用生物有機(jī)肥的生物防控。生物有機(jī)肥是將有機(jī)肥料與功能微生物相結(jié)合制得的一種新型肥料，不僅能夠培肥土壤，促進(jìn)作物生長，其中的功能菌還能夠抑制土傳病原菌的生長[7-8]。

但有機(jī)肥會(huì)因堆肥原料的不同，導(dǎo)致不同原料堆制的有機(jī)肥養(yǎng)分含量差異顯著。因此施用不同有機(jī)肥可能會(huì)影響土壤的肥力性狀，如豆粕有機(jī)肥因含氮量較多，可有效提升土壤堿解氮和全氮含量，雞糞有機(jī)肥對(duì)速效磷提升效果較好[9]；秸稈有機(jī)肥可促進(jìn)土壤有機(jī)碳的增加[10]。肥料的養(yǎng)分也有可能影響與其配伍的功能微生物發(fā)揮其在田間的功能，如有機(jī)肥發(fā)酵原料中含有較多氨基酸等含氮化合物，可促進(jìn)功能菌解淀粉芽孢桿菌的增殖[11]。但尚未有研究表明不同原料的有機(jī)肥與功能菌配伍是否會(huì)影響作物的生長以及土傳病害的防控。因此，本試驗(yàn)將以番茄土傳青枯病為研究對(duì)象，研究以兩種原料制備的生物有機(jī)肥對(duì)田間番茄的促生以及青枯病防控效果，探究土壤各理化因子與番茄促生及發(fā)病率的相關(guān)性，最終，結(jié)合不同生物有機(jī)肥對(duì)田間番茄土壤微生物群落的影響，確定更適于番茄生長且防控土傳青枯病的生物有機(jī)肥類型。本研究有助于為選擇適合功能菌株發(fā)酵的有機(jī)載體提供理論依據(jù)，并為選擇合適的生物有機(jī)肥進(jìn)行番茄土傳青枯病防控提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試菌株和番茄品種 供試菌株為解淀粉芽孢桿菌T-5()，該功能菌株有較強(qiáng)的防控土傳青枯病和促進(jìn)番茄生長的效果[12]；供試番茄品種為GBS-極品903。

1.1.2 供試基質(zhì)生物有機(jī)肥的制備 使用秸稈有機(jī)肥和雞糞有機(jī)肥與功能菌解淀粉芽孢桿菌T-5分別進(jìn)行基質(zhì)生物有機(jī)肥的制備。秸稈有機(jī)肥由南京明珠肥料有限責(zé)任公司生產(chǎn)，雞糞有機(jī)肥由南通爾康生物有機(jī)肥有限公司生產(chǎn)。

秸稈基質(zhì)生物有機(jī)肥與雞糞基質(zhì)生物有機(jī)肥由解淀粉芽孢桿菌T-5分別與秸稈有機(jī)肥和雞糞有機(jī)肥經(jīng)二次發(fā)酵制成，具體過程如下：將解淀粉芽孢桿菌T-5菌懸液(1×109cfu/ml)按50 ml/kg接種至秸稈或雞糞有機(jī)肥中，堆置混合發(fā)酵5 d，發(fā)酵過程中每天定時(shí)翻堆1次，保持通氣并維持濕度在60% ～ 65% 范圍內(nèi)。二次發(fā)酵完成后，肥料中解淀粉芽孢桿菌含量達(dá)到1×108cfu/g以上，分別獲得秸稈基質(zhì)生物有機(jī)肥(BIO1)和雞糞基質(zhì)生物有機(jī)肥(BIO2)。兩種生物有機(jī)肥理化性質(zhì)如表1所示。

1.1.3 試驗(yàn)地點(diǎn) 田間試驗(yàn)地點(diǎn)為南京市江寧區(qū)麒麟鎮(zhèn)后村(118°57′E，32°03′N)，該地連作番茄多年，番茄土傳青枯病頻發(fā)。土壤為黃棕壤，土壤基本理化性質(zhì)如下：有機(jī)質(zhì)含量32.88 g/kg，全氮含量1.27 g/kg，有效磷含量為145.63 mg/kg，速效鉀含量為220.15 mg/kg，土壤pH為6.23。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，具體如下：農(nóng)戶習(xí)慣施肥(CF)、秸稈基質(zhì)生物有機(jī)肥(BIO1)、雞糞基質(zhì)生物有機(jī)肥(BIO2)、不施肥(CK)。農(nóng)戶習(xí)慣施肥用量和時(shí)間為：復(fù)合肥(13–7–21)在2月上旬作為基肥施入，施肥量為1 000 kg/hm2；在3月下旬使用復(fù)合肥(10–6–32)進(jìn)行追肥一次，施肥量為500 kg/hm2。生物有機(jī)肥處理將生物有機(jī)肥作為基肥施入(200 g/株)?；示诜岩圃郧耙匀鍪┬问绞┤胪寥?，覆土拌勻后將番茄移栽至土壤中。試驗(yàn)地其他田間管理均保持一致。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)(3個(gè)小區(qū))，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，采用隨機(jī)區(qū)組排列。每個(gè)小區(qū)面積12 m2，每小區(qū)種植48株苗。

表1 各肥料化學(xué)性質(zhì)

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 田間番茄生物量的測(cè)定及土樣采集 于番茄收獲期采集番茄植株樣品，測(cè)定番茄株高、莖粗、地上部鮮干物質(zhì)量，番茄株高和莖粗分別用卷尺和游標(biāo)卡尺測(cè)定。各小區(qū)隨機(jī)選擇4株健康番茄測(cè)定植株地上部生物量并獲取根際土。輕搖番茄根掉落下的土壤為土體土，一部分放入4℃冰箱待測(cè)土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，另一部分風(fēng)干用于測(cè)定土壤理化性質(zhì)。植物根系放入錐形瓶中，經(jīng)超聲波震蕩，分離下來的土壤為根際土壤，存于–80℃冰箱待用。

1.3.2 番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的測(cè)定 從番茄始果期開始每4 d采集各小區(qū)番茄果實(shí)，第5次采摘全部剩余番茄果實(shí)，計(jì)算5次各小區(qū)番茄質(zhì)量總和，即為各小區(qū)番茄總產(chǎn)量。

每個(gè)小區(qū)取3個(gè)成熟番茄，環(huán)切番茄取得番茄果實(shí)樣品，測(cè)定果實(shí)中可溶性固形物、可滴定酸和維生素C的含量?？扇苄怨绦挝锊捎檬殖终酃鈨x測(cè)定[13]；可滴定酸采用酸堿滴定法測(cè)定[14]；維生素C采用2,6-二氯靛酚法測(cè)定[15]。糖酸比為可溶性固形物與可滴定酸含量的比值。

1.3.3 青枯病發(fā)病情況的統(tǒng)計(jì) 移栽72 d后番茄開始發(fā)病，每5 d記錄1次發(fā)病情況直至病情穩(wěn)定。選取最后一次記錄表征番茄發(fā)病率。發(fā)病率計(jì)算公式：發(fā)病率(%)=小區(qū)發(fā)病植株數(shù)/小區(qū)總植株數(shù)×100。根據(jù)青枯病發(fā)病開始到病情穩(wěn)定時(shí)期的發(fā)病趨勢(shì)計(jì)算病程線下面積[16]，表征番茄青枯病的嚴(yán)重程度。

1.3.4 土壤樣品理化性狀測(cè)定 測(cè)定指標(biāo)包括土壤pH、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)。其中土壤pH采用酸度計(jì)法(水∶土=5∶1)測(cè)定；土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮采用流動(dòng)分析儀測(cè)定[14]；其他土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定參考《土壤農(nóng)化分析》[17]。

1.3.5 根際土DNA提取及高通量測(cè)序 稱取0.3 g番茄根際土，采用PowerSoil 土壤DNA提取試劑盒(MoBio, Carlsbad, CA, USA)提取土壤DNA。詳細(xì)的操作步驟按DNA提取試劑盒說明書進(jìn)行，提取后的DNA用Nanodrop(ND2000, Thermo Scientific, DE, USA)檢測(cè)濃度，并于–20 ℃保存?zhèn)溆?。土壤微生物群落高通量測(cè)序使用細(xì)菌16S rRNA(V4區(qū))通用引物(515F 5′-GTGCCAGCMGCCGCGG-3′和806R 5′- GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)進(jìn)行測(cè)序。

1.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016、IBM SPSS Statistics 25和R(3.6.3)進(jìn)行處理與分析，采用ANOVA單因素方差分析法進(jìn)行方差分析，鄧肯(Duncan)多重檢驗(yàn)法檢驗(yàn)處理間的差異顯著性(≤0.05)，利用Spearman相關(guān)系數(shù)來研究變量間的相關(guān)性。土壤微生物高通量測(cè)序數(shù)據(jù)利用R(3.6.3)中vegan包進(jìn)行多樣性和冗余分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物有機(jī)肥對(duì)土傳青枯病發(fā)病率的影響

如圖1A所示，與不施肥對(duì)照(CK)和常規(guī)施肥(CF)處理相比，施用秸稈生物有機(jī)肥(BIO1)和雞糞生物有機(jī)肥(BIO2)均可顯著降低番茄青枯病的發(fā)病率。但兩種生物有機(jī)肥處理對(duì)降低番茄青枯病發(fā)病率的能力不同，BIO1處理下青枯病發(fā)病率最低(2.08%)，與CF處理相比可降低94.45% 的發(fā)病率； BIO2處理下番茄青枯病的發(fā)病率為20.14%。

不同施肥處理的病程線下面積與發(fā)病率表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)(圖1B)。BIO1和BIO2處理均可顯著減輕番茄青枯病的發(fā)病程度，其中BIO1處理的番茄發(fā)病程度最低，比CK處理的發(fā)病率減少了96.13%，比CF處理減少了95.30%。

2.2 不同生物有機(jī)肥對(duì)番茄植株生長的影響

如圖2所示，與CF處理相比，兩種生物有機(jī)肥均能顯著促進(jìn)番茄地上部的生長，但效果略有差異。具體而言，BIO1和BIO2處理對(duì)番茄株高、地上部干鮮物質(zhì)量的促進(jìn)作用并無顯著差異(>0.05，圖2A、2C和2D)，而對(duì)莖粗的促進(jìn)作用具有顯著差異，BIO2處理的番茄莖粗比BIO1處理提高了3.9%(圖2B)；與CF處理相比，BIO1處理可增加14.55% 莖粗，BIO2處理可增加19.09% 莖粗。

2.3 不同生物有機(jī)肥對(duì)番茄產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)的影響

如圖3所示，兩種生物有機(jī)肥對(duì)番茄產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)均有不同的影響。與CF處理相比，施用兩種生物有機(jī)肥均可顯著提高番茄的產(chǎn)量。BIO1處理的番茄產(chǎn)量最高，達(dá)4 306.29 kg/667m2，與CF處理相比增產(chǎn)55.80%；但BIO1與BIO2處理間番茄產(chǎn)量并無顯著差異(圖3A)。

與CF處理相比，施用兩種生物有機(jī)肥對(duì)番茄果實(shí)中維生素C、可溶性固形物、可滴定酸含量及糖酸比均無顯著影響(圖3B ～ 3E)。與CK處理相比，BIO1處理可顯著提高番茄果實(shí)維生素C含量和糖酸比(圖3B和3E)，可顯著降低可滴定酸度(圖3D)，顯著提高糖酸比(圖3E)。

2.4 不同生物有機(jī)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

不同基質(zhì)生物有機(jī)肥處理后土體土的理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如表2所示。總體而言，兩種基質(zhì)生物有機(jī)肥處理均可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。與CF處理相比，BIO1處理可顯著提升土壤有機(jī)質(zhì)含量，但BIO2處理則無顯著影響，兩種生物有機(jī)肥處理間也無顯著差異。與CF處理相比，施用生物有機(jī)肥后，土壤pH均呈上升的趨勢(shì)，其中，BIO2處理的土壤pH顯著升高，但BIO1處理無顯著影響(圖4A)。此外，與CF處理相比，兩種生物有機(jī)肥處理后對(duì)土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀的含量無顯著影響。

表2 不同生物有機(jī)肥施用對(duì)土壤化學(xué)屬性的影響

注：表中同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(<0.05)

2.5 土壤化學(xué)性質(zhì)與番茄發(fā)病和促生的相關(guān)性

通過分析土壤各化學(xué)因子與番茄發(fā)病率、生長、產(chǎn)量與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性，探究對(duì)番茄發(fā)病和促生具有顯著影響的土壤化學(xué)因子，結(jié)果(表3)表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與番茄的發(fā)病率、株高、莖粗、地上部鮮物質(zhì)量和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說明土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加有利于減輕番茄土傳病害的發(fā)生，并促進(jìn)番茄生長和產(chǎn)量增加。此外，土壤硝態(tài)氮和速效鉀含量與番茄地上部干物質(zhì)量具有顯著正相關(guān)關(guān)系，說明土壤硝態(tài)氮和速效鉀含量的提高有助于增加番茄整體生物量；土壤中銨態(tài)氮含量則與番茄產(chǎn)量具有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤各理化因子與番茄果實(shí)品質(zhì)均無相關(guān)性。

2.6 不同生物有機(jī)肥對(duì)根際細(xì)菌群落的影響

對(duì)各處理番茄根際土的細(xì)菌群落進(jìn)行擴(kuò)增子測(cè)序，分析不同施肥處理對(duì)番茄根際細(xì)菌群落的影響，結(jié)果如圖4所示。施用化肥(常規(guī)施肥，CF)會(huì)降低根際細(xì)菌群落的α-多樣性，即Chao1指數(shù)，而施用生物有機(jī)肥(BIO1和BIO2)可顯著提高根際細(xì)菌群落的α-多樣性，但與CK處理無顯著差異(圖4A)。β-多樣性分析結(jié)果表明，施用肥料后，根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)顯著改變，其中施用生物有機(jī)肥(BIO1和BIO2)均可顯著改變根際細(xì)菌群落的β-多樣性(Stress = 0.06，圖4B)。

表3 土壤化學(xué)屬性與番茄發(fā)病率、生長、產(chǎn)量與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性

注: *表示在<0.05水平相關(guān)性顯著(雙尾)，**表示在<0.01水平相關(guān)性顯著(雙尾)。

進(jìn)一步考察不同生物有機(jī)肥處理對(duì)根際不同種類細(xì)菌相對(duì)豐度的影響發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理下細(xì)菌OTU主要屬于10個(gè)門，細(xì)菌在門水平上的相對(duì)豐度存在差異。與CF處理相比，BIO1和BIO2處理可提高變形菌門(Proteobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)的豐度，但降低了放線菌門(Actinobacteria)和酸桿菌門(Acidobacteria)的豐度(圖4C)。值得一提的是，與BIO2處理相比，BIO1處理的變形菌門相對(duì)豐度最高，放線菌門相對(duì)豐度最低，但芽孢桿菌屬(spp.)的相對(duì)豐度無顯著差異(>0.05)。

2.7 土壤理化性質(zhì)對(duì)根際細(xì)菌群落的影響

為了考察土壤理化因子對(duì)根際細(xì)菌群落的影響，進(jìn)行了土壤化學(xué)參數(shù)和各施肥處理下根際細(xì)菌群落構(gòu)成的相關(guān)性分析，結(jié)果如圖4D所示。冗余分析結(jié)果表明，土壤硝態(tài)氮和pH是顯著影響根際細(xì)菌群落的兩個(gè)主導(dǎo)因子(硝態(tài)氮：= 3.02，= 0.003； pH：= 2.18，= 0.034)，其中土壤硝態(tài)氮的影響最顯著。土壤硝態(tài)氮和pH與變形菌門(Proteobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)呈正相關(guān)關(guān)系，與放線菌門(Actinobacteria)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)和綠彎菌門(Chloroflexi)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3 討論

大量研究表明，施用生物有機(jī)肥可降低作物土傳病害的發(fā)病率、促進(jìn)作物生長，并提高果實(shí)品質(zhì)[18-19]。本研究也發(fā)現(xiàn)，施用生物有機(jī)肥可顯著降低番茄土傳病害的發(fā)病率，并且提高番茄果實(shí)的產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)。這是由于施用生物有機(jī)肥可改善土壤理化性質(zhì)，如提高土壤pH、增加土壤中的有機(jī)質(zhì)。土壤理化性質(zhì)與番茄發(fā)病、生長的相關(guān)性分析表明，番茄的株高、莖粗、地上部鮮物質(zhì)量和產(chǎn)量都與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系，發(fā)病率與有機(jī)質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)。本文推測(cè)一方面生物有機(jī)肥的施用增加了土壤微生物多樣性和活性，加快了礦質(zhì)養(yǎng)分的釋放，持續(xù)提供給作物生長需要[20]；另一方面生物有機(jī)肥中的功能菌解淀粉芽孢桿菌可分泌抗生素、生長素、鐵載體等功能物質(zhì)，降低番茄發(fā)病率并促進(jìn)番茄生長[21]。此外，雖然試驗(yàn)結(jié)果表明速效鉀、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量與番茄生長或產(chǎn)量有相關(guān)性，但這些養(yǎng)分能否影響番茄的生長情況均有待進(jìn)一步的養(yǎng)分調(diào)控試驗(yàn)驗(yàn)證。有研究表明，長期施用生物有機(jī)肥可提高土壤中的速效養(yǎng)分[22]，本研究只在番茄溫室施用了一次有機(jī)肥(作為基肥施入)，有效磷和速效鉀含量雖有提高，但并不顯著，推測(cè)如果繼續(xù)或長期施用生物有機(jī)肥，不同處理間土壤的速效養(yǎng)分(氮、磷、鉀)差異會(huì)逐漸顯現(xiàn)，生物有機(jī)肥對(duì)作物生長的效果也會(huì)更明顯。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)兩種生物有機(jī)肥表現(xiàn)出顯著不同的番茄青枯病防控效果，秸稈生物有機(jī)肥(BIO1)對(duì)番茄青枯病的防控效果顯著優(yōu)于雞糞生物有機(jī)肥(BIO2)。這可能是由于兩種有機(jī)肥的制備原料影響了功能菌株的生長或生防功能的發(fā)揮。進(jìn)一步分析兩個(gè)生物有機(jī)肥處理的芽孢桿菌屬微生物相對(duì)豐度，發(fā)現(xiàn)二者并無顯著差異，推測(cè)可能是不同原料的有機(jī)肥對(duì)功能菌拮抗和促生物質(zhì)分泌的影響不同。有機(jī)肥作為功能菌發(fā)酵過程中的營養(yǎng)載體，為功能菌的增殖提供可利用的養(yǎng)分，為功能菌發(fā)揮生防特性奠定基礎(chǔ)[23]；養(yǎng)分種類以及有機(jī)載體成分可影響功能菌拮抗物質(zhì)的產(chǎn)量[24-25]。而本研究中不同原料有機(jī)肥對(duì)功能菌T-5拮抗物質(zhì)產(chǎn)量的影響有待進(jìn)一步研究，以為功能菌二次發(fā)酵條件的優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。

施用生物有機(jī)肥還可通過調(diào)控根際細(xì)菌群落影響土傳病害的發(fā)生[26–29]。本研究中通過分析根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，施用生物有機(jī)肥可增加細(xì)菌群落多樣性，改變細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)；可增加變形菌門(Proteobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)的豐度，降低放線菌門(Actinobacteria)和酸桿菌門(Acidobacteria)的豐度。Xiong等[30]研究發(fā)現(xiàn)，生物有機(jī)肥通過重塑土壤微生物群落來誘導(dǎo)土壤對(duì)枯萎病的抑制作用，生物有機(jī)肥可顯著提高細(xì)菌變形菌門的豐度，降低放線菌門的豐度。本研究的結(jié)果與之一致，說明生物有機(jī)肥對(duì)土壤細(xì)菌群落的調(diào)控作用主要是影響了變形菌門和放線菌門的相對(duì)豐度，進(jìn)而提高了土壤整體的抑病能力，減少了土傳病害的發(fā)生。雖然兩個(gè)生物有機(jī)肥處理中芽孢桿菌屬微生物相對(duì)豐度并無顯著差異，但BIO1處理中變形菌門相對(duì)豐度升高，本文推測(cè)芽孢桿菌屬的微生物激發(fā)了變形菌門微生物的豐度，進(jìn)而增強(qiáng)了根際的抑病能力[29]。本研究還發(fā)現(xiàn)土壤細(xì)菌群落受土壤硝態(tài)氮和pH影響最大，與Jiang等[31]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)硝態(tài)氮是影響土壤微生物群落較大的驅(qū)動(dòng)因素之一較為一致。但硝態(tài)氮對(duì)微生物群落，尤其是變形菌門和擬桿菌門的影響需通過養(yǎng)分投入試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)論

施用生物有機(jī)肥可顯著降低番茄土傳青枯病的發(fā)病率，但不同原料制備的生物有機(jī)肥對(duì)番茄抵抗土傳青枯病和促生的效果不同。其中以秸稈為原料發(fā)酵制備的生物有機(jī)肥的抑病效果最佳，對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量及糖酸比有提升作用；與常規(guī)施肥相比，其顯著提升了土壤的有機(jī)質(zhì)含量，增加了根際微生物多樣性，其中變形菌門和擬桿菌門相對(duì)豐度增加。

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Effects of Different Bioorganic Fertilizers on Tomato Bacterial Wilt and Plant Growth Promotion

YANG Tianjie, WANG Yuxin, WANG Jianing, WEI Zhong, DONG Caixia, SHEN Qirong, XU Yangchun*

(College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University/Jiangsu Provincial Key Lab of Organic Solid Waste Utilization/Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Waste Resource Utilization/Educational Ministry Engineering Center of Resource-saving Fertilizers/National Engineering Research Center for Organic-based Fertilizers, Nanjing 210095, China)

Using the functional straincombined with organic fertilizers of different raw materials to prepare different bio-organic fertilizers, the prevention and control of soil-borne bacterial wilt and the promotion of tomato growth, as well as the response of soil nutrients and rhizosphere bacteria to the different bioorganic fertilizers were investigated, to obtain a kind of bioorganic fertilizer that can effectively prevent and control tomato bacterial wilt.T-5 was used as a functional strain and was combined with straw organic fertilizer and chicken manure organic fertilizer, the straw bio-organic fertilizer (BIO1) and chicken manure bio-organic fertilizer (BIO2) were prepared through secondary fermentation, then an experiment was conducted in a tomato greenhouse where bacterial wilt is common in Nanjing City of Jiangsu Province.The results showed that both bioorganic fertilizers significantly reduced the incidence of tomato soil-borne bacterial wilt, and the BIO1 had the best prevention and control effect, reducing the incidence by 94.45%.Both bioorganic fertilizers significantly promoted the growth of tomato, increased the biomass of the above ground and the yield of tomato, but did not significantly improve the quality of tomato fruit.In addition, BIO1 significantly increased soil organic matter content, while BIO2 significantly increased soil pH.Soil organic matter had a negative correlation with tomato disease rate and a significant positive correlation with tomato aboveground biomass and yield.High-throughput sequencing analysis found that bioorganic fertilizer significantly increased the bacterial diversity of the rhizosphere meanwhile changed the bacterial community structure.BIO1 had the highest relative abundance of Proteobacteria and lowest relative abundance of Actinomycota.Soil nitrate nitrogen and pH had a significant impact on bacterial communities at the two levels.In conclusion, the straw bio-organic fertilizer prepared withas the functional strain and straw as the raw material effectively could prevent and control tomato soil-borne bacterial wilt, and has better effect than chicken manure bio-organic fertilizer.The bioorganic fertilizer could also significantly promote the growth and yield of tomato, improve soil disease suppression and reduce the occurrence of soil-borne bacterial wilt by regulating the relative abundance of theandin the rhizosphere bacterial community.

Tomato; Biocontrol; Bacterial wilt; Bio-organic fertilizer

S144.1

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.05.010

楊天杰, 王玉鑫, 王佳寧, 等.不同基質(zhì)生物有機(jī)肥防控番茄土傳青枯病及促生效果研究.土壤, 2021, 53(5): 961–968.

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFD0800205)和江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20180527)資助。

通訊作者(ycxu@njau.edu.cn)

楊天杰(1990—)，女，江蘇南京人，博士，講師，主要從事有機(jī)肥與土壤微生物研究。E-mail: tjyang@njau.edu.cn