微生物菌劑對櫻花再植土壤及櫻花生長的影響

摘要 通過檢測分析櫻花再植區(qū)域施用微生物菌劑與未施用微生物菌劑的土壤理化性質(zhì)、主要病原菌變化及后期生長情況，探究施用微生物菌劑對土壤的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果表明，施用TLC土壤微生物菌劑后土壤pH、有機(jī)質(zhì)呈顯著差異，pH顯著低于對照，有機(jī)質(zhì)顯著高于對照，病原微生物數(shù)量未呈顯著差異，但總量普遍降低。從櫻花生長量和葉片健康狀況綜合分析，施用菌劑對櫻花生長具有較明顯的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞 櫻花；再植土壤；微生物菌劑

中圖分類號 S 685.99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）23-0155-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.23.033

Effects of Microbial Inoculant on Soil and Growth of Cherry Trees

SUN Yu-hong，ZHAO Xiao-juan，ZOU Ying-xin et al

（Administration Office，Beijing Yuyuantan Park， Beijing 100142）

Abstract The application of microbial inoculants on soil was explored by analyzing the changes in soil physical and chemical properties， main pathogenic bacteria and later growth of cherry replanting areas with and without microbial inoculants. The results showed that after the application of TLC soil microbial inoculants， the soil pH and organic matter showed differences， with pH significantly lower than that of the control group， and organic matter significantly higher than that of the control group. The number of pathogenic microorganisms did not show differences， but the total amount was generally reduced. From the comprehensive analysis of cherry growth and leaf health， the application of inoculants has a significant promoting effect on cherry growth.

Key words Cherry blossom;Replant the soil;Microbial inoculant

基金項目 北京市公園管理中心科研專項（ZX2021023）；北京園林綠化高質(zhì)量發(fā)展科技創(chuàng)新專項（KJCX202338）。

作者簡介 孫玉紅（1970—），女，天津人，正高級工程師，從事園林植物栽培養(yǎng)護(hù)和園林工程管理研究。

收稿日期 2024-01-09；修回日期 2024-03-05

櫻花屬薔薇科櫻屬（Cerasus），淺根系樹種，適生于雨量充沛的海洋性氣候，喜歡排水、透氣性良好、疏松肥沃的微酸性土壤。玉淵潭公園擁有華北地區(qū)最大的櫻花專類園，園內(nèi)栽植櫻花40余個品種，總數(shù)近3 000株。公園自1972年栽植第一批大山櫻，持續(xù)大量地栽植櫻花已有50年，明顯造成土壤營養(yǎng)元素失衡、透氣性較差，各種有害生物積聚，櫻花土壤生態(tài)環(huán)境急劇惡化，土傳致病菌鐮刀菌Fusarium spp.、疫霉菌Phytophthora spp.、土壤根結(jié)線蟲Meloidogyne spp.和土壤農(nóng)桿菌含量均較高［1］。櫻花樹的抗逆性減弱，大規(guī)格櫻花普遍出現(xiàn)衰弱態(tài)勢，櫻花根瘤病、根腐病、干腐病時有發(fā)生［2］，櫻花園景觀維持壓力逐年增大。近3年結(jié)合櫻花補(bǔ)植工作重點對櫻花園主景區(qū)進(jìn)行了土壤熏蒸處理，消殺防效比較明顯；新栽植區(qū)域土壤進(jìn)行改良，苗木成活和后期生長情況有了初步改善。但對于多年連續(xù)栽植櫻花區(qū)域、不具備熏蒸條件的土壤如何進(jìn)行改良仍是重大課題。

微生物菌劑在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，具有提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、增強(qiáng)農(nóng)作物抗逆性、改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)性能等重要作用［3］。微生物肥料具有改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤肥力、防治土傳病害、修復(fù)土壤生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點［4］。微生物菌劑處理可以增加土壤中與有益微生物相關(guān)的細(xì)菌和真菌的相對豐度，且抑制病原菌的生長［5］。瓦雷茲芽孢桿菌可以產(chǎn)生穩(wěn)定的抑菌物質(zhì)拮抗病原菌，對櫻花根癌病的防治效果可達(dá)50%［6］。促生菌復(fù)配有機(jī)肥能夠有效地提升土壤酶活性水平，增強(qiáng)土壤肥力，改善櫻花種植土壤肥力，促進(jìn)櫻花生長，有效防治櫻花根癌?。?］。JK-SH007 菌株對梨樹具有促進(jìn)樹體生長、提高葉片葉綠素含量和葉片組織含水率、增加根際土壤有效磷含量、增加果實產(chǎn)量和可溶性固形物含量的作用［8］。

筆者針對玉淵潭公園櫻花土壤土傳致病菌鐮刀菌、疫霉菌和土壤根結(jié)線蟲含量較高，嚴(yán)重影響櫻花生長的現(xiàn)實問題，通過根際范圍灌施土壤微生物菌劑以期緩解土傳病害影響，改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)櫻花健康生長。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于北京市玉淵潭公園，屬暖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬季寒冷，夏季多雨，春季干燥多風(fēng)，年平均氣溫為 12.5 ℃，年降水量約為 628.9 mm，大部分集中于 7—8 月，土壤偏堿性，pH普遍在 8.0 以上。具體實施地點為栽植櫻花時間最長、土壤質(zhì)量較差且土傳病害發(fā)生嚴(yán)重的鸝櫻園區(qū)域。

1.2 試驗材料

試驗地櫻花樹均定植10年以上，長勢良好、田間管理措施一致。供試藥劑為TLC土壤微生物菌劑，由北京泰程基業(yè)科技有限公司供應(yīng)。通過活性細(xì)菌水劑與復(fù)合芽孢菌粉的不同匹配，短時間（一般3 d）生發(fā)成菌液，稀釋后對選定的櫻花進(jìn)行澆灌。

1.3 試驗方法

選取試驗地長勢基本一致的櫻花共5組。于2022年8月—2023年6月（生長季）進(jìn)行①施用菌劑和②未施用菌劑（簡稱“對照CK”）2個處理，共計6次。觀察記錄施用菌劑與未施用菌劑對櫻花枝條生長量的影響。并于2023年7月18日汛期前，在施用菌劑的櫻花樹堰東、西、南、北4個方向上，利用小型取土器進(jìn)行混合取樣，深度0～30 cm。將其儲存在低溫保鮮袋中帶回并分別委托北京市園林科學(xué)研究院和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所對土壤理化性質(zhì)和病原菌數(shù)量進(jìn)行檢測。對照組與上述一致。

1.4 測定項目與方法

堿解氮含量用KCl浸提后置于流動分析儀進(jìn)行測定；有效磷含量先用NaHCO3浸提后再用流動分析儀檢測；速效鉀含量用CH3COONH4浸提后置于火焰分光光度計檢測；pH測定用2.5∶1水土比-電位法；有機(jī)質(zhì)含量測定用重鉻酸鉀滴定法。

土壤鐮刀菌和疫霉菌的數(shù)量分別采用Komada［9］和Masago［10］的方法進(jìn)行分離計數(shù)。根結(jié)線蟲的分離計數(shù)采用重糖分離法［11］。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用 Microsoft Excel 2010 對原始試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用 SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行配對樣本t檢驗，對比研究施用菌劑對再植土壤理化性質(zhì)、菌群數(shù)量和櫻花生長的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用TLC土壤微生物菌劑土壤理化性質(zhì)變化

施用菌劑和未施用菌劑櫻花再植土壤中pH、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷、有效氮含量見表1，其中pH、有機(jī)質(zhì)2組呈顯著差異（P<0.05）。試驗組（1∶2.5）和對照組pH（1∶2.5）呈顯著差異（t=-3.187，P=0.033），試驗組pH（1∶2.5）的平均值（8.02）顯著低于對照組pH（1∶2.5）的平均值（8.31）；試驗組和對照組有機(jī)質(zhì)呈顯著差異（t=4.455，P=0.011），試驗組有機(jī)質(zhì)的平均值（23.80 g/kg），顯著高于對照組有機(jī)質(zhì)的平均值（19.10 g/kg）。速效鉀、有效磷、有效氮配對數(shù)據(jù)均未呈顯著差異（P>0.05）。

其原因為微生物活動是產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子最顯著的微生物過程，從而影響土壤pH。在碳循環(huán)中，微生物呼吸產(chǎn)生的CO2在土壤溶液中溶解形成碳酸（H2CO3），是氫離子的來源，從而導(dǎo)致土壤酸化。非共生真菌和共生真菌以及細(xì)菌都可以產(chǎn)生和分泌有機(jī)酸，也會導(dǎo)致土壤pH降低。有機(jī)質(zhì)的顯著提升與微生物菌劑能夠促進(jìn)土壤中植物殘體等有機(jī)物的腐殖化過程有關(guān)。

TLC-系列土壤微生物菌劑適用范圍為5～35 ℃，最佳溫度為27 ℃，冬天地表層溫度低，細(xì)菌休眠，夏天地表層會比地下活躍，該系列土壤菌劑一般連續(xù)一年施用土壤相關(guān)理化指標(biāo)會有較明顯變化。而該試驗受時間和資金等限制，僅在2022年8—10月和2023年4—6月各連續(xù)90 d施用。施用時間較短，2個施用時段跨越冬春細(xì)菌休眠的150 d，又錯過夏季的活躍期。另外，試驗區(qū)域澆灌以噴灌為主，持續(xù)少量多次的澆水模式對櫻花根際土壤的透氣性和墑情都不利，也直接影響微生物細(xì)菌活性，長期澆灌堿性的湖水也直接影響土壤pH的調(diào)節(jié)效果。

2.2 施用TLC土壤微生物菌劑土壤病原微生物變化

由表2可知，施用菌劑和未施用菌劑櫻花再植土壤中鐮刀菌、疫霉菌、線蟲均未呈顯著差異（P>0.05），但試驗組病原菌數(shù)量普遍低于對照組。由于樣本數(shù)量較少，加之試驗區(qū)域綠地改造和樹木復(fù)壯等對土壤進(jìn)行擾動，造成土壤理化性質(zhì)差異不明顯，但所施用的微生物菌劑屬于生防菌，本身具有抑制或殺滅病原菌的作用，與有害菌爭搶養(yǎng)分和生態(tài)環(huán)境，生成能殺死或抑制毒菌生長的抗生素和生物酶，增強(qiáng)土壤生物活性，有效降低土壤病原菌數(shù)量，因此土壤病原微生物、線蟲等積累量普遍減少。

2.3 施用TLC土壤微生物菌劑櫻花枝條生長量變化

2023年10月8日，對試驗的8株櫻花3年的生長量進(jìn)行測定，結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，8株櫻花年均生長量普遍呈現(xiàn)2021年偏高、2022年減少、2023年又增加的趨勢，分析原因，微生物肥料作為一種富含有機(jī)質(zhì)和有益微生物的新型肥料，能充分集合各種肥料的優(yōu)點，有效改善土壤性質(zhì)，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。通過施用不同特性的有益微生物，能夠起到促生、提質(zhì)、抗病、抗逆等作用［12］。由于供試植株已開始出現(xiàn)衰弱態(tài)勢，2022年施用微生物菌劑后當(dāng)年效果并不明顯，2023年連續(xù)施用后，生長量有較明顯的增長，可能與微生物菌劑能增加土壤中酶活性，將有機(jī)氮胺化和硝化，轉(zhuǎn)化為可吸收的硝酸鹽，溶解磷轉(zhuǎn)化成可利用的磷酸鹽。還能生成刺激植物生長的植物激素，如生長素、赤霉酸等，從而激發(fā)根部吸收能力，促進(jìn)吸收根生長，土壤環(huán)境逐步改善，生長量又呈現(xiàn)增長趨勢。

2.4 施用TLC土壤微生物菌劑櫻花葉片情況比較

2023

年5—7月，對2021和2022年連續(xù)2年秋植的97株櫻花葉片健康狀況進(jìn)行觀察，重點從葉片焦邊、穿孔病、早期落葉

3個方面進(jìn)行統(tǒng)計。從表3可以看出，染井吉野早期落葉和穿孔病問題均較明顯，分別占比54.0%和66.2%；山櫻和美利堅葉片焦邊比較嚴(yán)重，分別占比50.0%和60.0％。其原因為染井吉野苗木規(guī)格較大，胸徑均在12～17 cm，高度5 m左右，加之其花量大而集中的品種特性，營養(yǎng)消耗比較大，后期樹勢恢復(fù)相對較慢，早期落葉和病蟲害較容易發(fā)生。

2023年5月底開始出現(xiàn)干熱的氣候，6月初開始按上述試驗方法，對2021年秋植在同一生長環(huán)境、同一品種、同樣規(guī)格，且在2022年早期落葉均較明顯的染井吉野櫻花灌施微生物土壤菌劑。對比發(fā)現(xiàn)，7月初園內(nèi)大量早花品種櫻花陸續(xù)出現(xiàn)焦邊現(xiàn)象，新植櫻花因根系尚未發(fā)達(dá)表現(xiàn)更為明顯，但相比灌施微生物土壤菌劑的櫻花從早期落葉、葉色、葉片質(zhì)地、焦邊以及穿孔病發(fā)生情況都有明顯改善（圖2）。

3 結(jié)論與討論

微生物可以改變土壤顆粒、孔隙組織和土壤結(jié)構(gòu)的凝聚力，從而影響土壤的透水性和持水性，微生物肥料能夠在櫻花苗木的生長期內(nèi)提高土壤酶活性，提高土壤養(yǎng)分含量，降低土傳病害的發(fā)病率［1］?？梢酝ㄟ^直接或間接的方式促進(jìn)植物生長并防治病原菌引起的植物病害，長時間施用能夠降低櫻花再植土壤病原菌數(shù)量，改善土壤質(zhì)量。需進(jìn)一步篩選適合本地的優(yōu)異生防菌來改良櫻花立地土壤結(jié)構(gòu)，改善因再植導(dǎo)致的櫻花土壤根際微環(huán)境失衡，減緩櫻花衰弱態(tài)勢，促進(jìn)櫻花可持續(xù)健康發(fā)展。

嘗試生物制劑對再植土壤進(jìn)行生物防治，如氨基寡糖素是一種具有多種功效的植物生長菌劑，能夠提高植物的抗逆性、促進(jìn)植物的生長和發(fā)育、增強(qiáng)植物對病蟲害的抵抗力，可改變土壤微生物區(qū)系，促進(jìn)有益微生物的生長而抑制一些植物病原菌。

土壤微生物和土壤性質(zhì)之間的關(guān)系是相互的，pH、土壤有機(jī)碳等土壤性質(zhì)是微生物組結(jié)構(gòu)和微生物活性的關(guān)鍵驅(qū)動因素，土壤微生物同樣影響土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)。土壤微生物是氮、磷和鉀等許多元素的生物地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)鍵參與者，其在養(yǎng)分有效性中的作用已得到廣泛認(rèn)可。研究表明，微生物風(fēng)化可以通過釋放土壤礦物質(zhì)或碎石中的宏量營養(yǎng)素和微量營養(yǎng)素來增加土壤肥力。針對目前櫻花再植土壤中有效氮嚴(yán)重缺乏、速效鉀超標(biāo)但櫻花體內(nèi)明顯缺乏的現(xiàn)狀，可以嘗試將溶鉀芽孢桿菌菌株與云母一起接種來提高植物對鉀的吸收和土壤中鉀的有效性，使用硝化抑制劑最大限度地減少土壤中氮的損失。

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