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    綠農(nóng)林?41復(fù)合微生物菌肥對番茄枯萎病發(fā)生和根際土壤真菌群落的影響

    2024-12-31 00:00:00汪軍李曉霞劉建李得銘鄧濤郭立佳黃俊生楊揚楊臘英周游符紅文
    熱帶作物學(xué)報 2024年11期
    關(guān)鍵詞:木霉菌肥枯萎病

    摘""要:探究綠農(nóng)林?復(fù)合微生物菌肥、番茄枯萎病發(fā)生和土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系,為合理應(yīng)用微生物制劑綠色防控番茄枯萎病提供理論依據(jù)。以往年番茄枯萎病嚴(yán)重發(fā)生地塊為試驗地,分別設(shè)置4個處理,清水對照(CK)、綠農(nóng)林?41復(fù)合微生物菌肥(LNL41)、菌肥營養(yǎng)基質(zhì)(NS)和復(fù)合微生物(CM),測定根際土壤養(yǎng)分含量、植株生長、土壤呼吸速率、枯萎病發(fā)病率;采用18S"rDNA測序技術(shù),探究施用LNL41條件下番茄枯萎病發(fā)生及根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的差異。結(jié)果表明:各處理中以LNL41處理效果最顯著。LNL41和CM處理的番茄根際土壤中有機質(zhì)和速效磷含量顯著高于其他處理;與對照比較,LNL41、CM和NS處理的株高、莖圍、葉面積、光合作用、葉綠素、產(chǎn)量和水溶性糖增幅分別達(dá)8.87%~34.71%、15.93%~67.62%、13.37%~52.88%、3.17%~12.55%、3.20%~20.49%、4.38%~19.53%、0.46%~8.79%;LNL41處理的采收期番茄根系土壤呼吸速率提高59.52%,不同生長期的發(fā)病率達(dá)2.33%~16.33%,防效達(dá)80.50%~90.83%;根際土壤真菌屬水平Ace指數(shù)和Chao1指數(shù)分別提高了26.97%~57.71%、24.89%~56.00%,CM處理的多樣性指標(biāo)Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)明顯提高了25.75%~29.45%、39.04%~49.13%,而NS處理的多樣性指標(biāo)有所下降;LNL41處理的肉座菌科和木霉屬分別為排名前5的優(yōu)勢科和屬(豐度均為8.56%);4個處理中Trichoderma分別與Cladosporium、Uwebraunia、Aureobasidium和Fusarium豐度相似,與Aspergillus和Alternaria呈正相關(guān)。LNL41處理的Chao1指數(shù)與有機質(zhì)、速效磷、速效鉀和土壤呼吸速率呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與鹽度和發(fā)病率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。LNL41處理的腐生營養(yǎng)型功能類群豐度增加了0.92~11.15個百分點,plant"pathogen下降了2.55個百分點,endophyte下降了7.95個百分點,而施用NS和CM的處理只有2個功能類群豐度上升。LNL41能顯著改善土壤養(yǎng)分比例,進(jìn)而改善土壤真菌群落結(jié)構(gòu)和功能特性,激發(fā)真菌群落腐生營養(yǎng)型功能,促進(jìn)番茄生長,減少枯萎病的發(fā)病率。

    關(guān)鍵詞:綠農(nóng)林?復(fù)合微生物菌肥;番茄枯萎?。煌寥勒婢郝浣Y(jié)構(gòu);功能中圖分類號:S432.4""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

    Effects"of"Lvnonglin?"41"Compound"Microbial"Fertilizer"on"the"Occurrence"of"Tomato"Fusarium"Wilt"and"Soil"Fungal"Community"of"Tomato"Rhizosphere

    Wang"Jun1,"Li"Xiaoxia2,"Liu"Jian3,"li"Deming1,"DENG"Tao1,"Guo"Lijia1,"Huang"Junsheng1,"YANG"yang1,"Yang"Laying1*,"Zhou"You1*,"FU"hongwen4

    1."Institute"of"Environment"and"Plant"Protection,"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences"/"National"Fertilizer"Microbial"Germplasm"Resource"Bank"(Hainan),"Haikou,"Hainan"571101,"China;"2."Institute"of"Scientific"and"Technical"Information,"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences,"Haikou,"Hainan"571101,"China;"3."Heze"Customs,"People’s"Republic"of"China,"Heze,"Shandong"274000,"China;"4."Hainan"Baolvchun"Agricultural"Development"Co.,"Ltd.,"Haikou,"Hainan"571100,"China

    Abstract:"The"purpose"of"the"study"was"to"explore"the"relationship"between"Lvnonglin?"41"compound"microbial"fertilizer"(LNL41)"and"the"occurrence"of"tomato"Fusarium"wilt"and"soil"fungal"communities"and"to"provide"theoretical"basis"for"the"prevention"and"control"of"tomato"Fusarium"wilt"and"the"rational"application"of"nitrogen"fertilizers."Using"plots"with"severe"occurrence"of"tomato"Fusarium"wilt"in"previous"years"as"experimental"plots,"four"treatments"were"designed"in"field:"water"control"(CK),"LNL41,"bacterial"fertilizer"nutrient"substrate"(NS),"compound"microbial"(CM)."The"effects"of"different"treatments"on"the"concentrations"of"main"soil"nutrients"of"rhizosphere"soil,"plant"growth,"soil"respiration"rate,"incidence"of"Fusarium"wit"disease"were"analyzed."Using"18S"rDNA"sequencing"technology,"the"differences"in"the"occurrence"of"tomato"Fusarium"wilt"and"the"fungal"community"structure"in"rhizosphere"soil"under"LNL41"were"investigated."Compared"with"other"treatments,"the"LNL41"treatment"is"the"best."The"treatments"with"LNL41"and"CM"had"higher"contents"of"organic"matter"and"available"phosphorus"in"tomato"rhizosphere"soil"than"othernbsp;two"treatments."Compared"with"the"control,"the"plant"height,"stem"circumference,"leaf"area,"photosynthesis,"chlorophyll,"yield"and"water-soluble"sugar"treated"by"LNL41,"CM"and"NS"all"increased"by"8.87%-34.71%,"15.93%-67.62%,"13.37%-52.88%,"3.17%-12.55%,"3.20%-20.49%,"4.38%-19.53%,"0.46%-8.79%"respectively."The"soil"respiration"rate"increased"by"59.52%"in"LNL41."The"incidence"and"control"effect"of"tomato"Fusarium"wilt"disease"in"different"growth"stages"reached"2.33%-16.33%"and"80.50%-90.83%"in"LNL41,"respectively."The"Ace"index"and"Chao1"index"at"the"fungal"genus"level"in"the"rhizosphere"soil"increased"by"26.97%-57.71%"and"24.89%-56.00%,"respectively."The"diversity"indicators"of"the"Simpson"index"and"Shannon"index"of"the"CM"treatment"increased"by"25.75%-29.45%"and"39.04%-49.13%,"while"the"diversity"indicators"of"the"NS"treatment"decreased."Hypocreaceae"and"Trichoderma"treated"with"LNL41"were"among"the"top"five"dominant"families"and"genera"(both"abundances"were"8.56%);"Trichoderma"was"similar"to"Cladosporium,"Uwebraunia,"Aureobasidium"and"Fusarium"in"the"four"treatments,"and"was"positively"correlated"with"Aspergillus,"Uwebraunia"and"Alternaria"respectively."Chao1"index"treated"with"LNL41"was"significantly"positively"correlated"with"organic"matter,"available"phosphorus,"available"potassium"and"soil"respiration"rate,"and"was"significantly"negatively"correlated"with"salinity"and"disease"incidence."The"abundance"of"saprophytic"functional"groups"treated"with"microbial"fertilizer"increased"by"0.92-11.15"percentage,"plant"pathogen"decreased"by"2.55"percentage,"and"endophyte"decreased"by"7.95"percentage,"while"only"two"functional"groups"treated"with"NS"and"CM"increased"in"abundance."LNL41"can"significantly"improve"the"ratio"of"soil"nutrients,"thereby"improving"the"structure"and"functional"characteristics"of"soil"fungal"communities,"stimulating"saprophytic"functions"of"the"fungal"communities,"promoting"tomato"growth,"and"reducing"the"rate"of"blight.

    Keywords:"Lvnonglin?"41"compound"microbial"fertilizer;"tomato"Fusarium"wilt;"soil"fungal"community"structure;"function

    DOI:"10.3969/j.issn.1000-2561.2024.11.020

    由尖孢鐮刀菌(Fusarium"oxysporum)番茄枯萎病(tomato"Fusarium"wilt)是一種最具破壞性的土傳病害之一[1],具有危害損失大、防治困難等特點,還可危害瓜類、茄類、豆類等多種作物[2]。我國南方熱區(qū)高溫多雨,化學(xué)肥料和化學(xué)藥劑過度使用,極易導(dǎo)致土壤酸化、養(yǎng)分和有益微生物失衡,導(dǎo)致枯萎病等土傳病害頻發(fā)。木霉(Tri choderma"spp.)和芽孢桿菌(Bacillus"spp.)等是防控土傳病害和改良土壤的優(yōu)良生防菌,防病機制主要為營養(yǎng)和空間位點競爭、分泌抗菌物質(zhì)、溶菌作用、誘導(dǎo)植物抗病性等幾種方式共同作用的綜合效果[3-5]。由于受土壤理化性質(zhì)和缺乏有機質(zhì)等營養(yǎng)載體的影響,菌株在土壤中很難成功定殖,其菌群數(shù)量會快速降低,嚴(yán)重影響防病效果,通過優(yōu)良菌劑與有機質(zhì)等營養(yǎng)載體復(fù)合制備微生物菌肥,具有增加土壤肥力、增強作物抗病能力、改善連作土壤理化性狀、優(yōu)化土壤微生物菌群的作用[6-7]。因此,研究微生物菌肥對植物枯萎病發(fā)生和根際土壤真菌群落的影響,對保障番茄產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展至關(guān)重要。

    TANG等[8]發(fā)現(xiàn)接種生防微生物Erythro bacter"sp."YH-07的有機牛糞肥(BF)通過改變土壤微生物群落和土壤理化性質(zhì)有效抑制番茄枯萎病的發(fā)生。BF處理還引起了土壤微生物群落組成和土壤化學(xué)性質(zhì)的變化。ZHOU等[9]發(fā)現(xiàn)健康番茄比患病番茄含有明顯更多的微生物種群,包括一些眾所周知的生防因子芽孢桿菌等,是番茄枯萎病菌的入侵潛在抑制因子。ZHANG等[10]發(fā)現(xiàn)施生物有機肥改變了西瓜土壤微生物群落組成,提升有益微生物如芽孢桿菌(8.5%)、木霉相對豐度(13.5%),微生物種群多樣性增加而鐮刀菌相對豐度較低,枯萎病發(fā)病率從而降低。XUE等[11]發(fā)現(xiàn)施用生物有機肥重構(gòu)了西瓜枯萎病土壤中的抗病微生物菌群。HUANG等[12]應(yīng)用生物肥與酸性土壤改良劑配合施用香蕉枯萎病盆栽防效達(dá)73.3%,同時改善土壤酸堿條件,pH從4.50提高到5.57。WANG等[13]發(fā)現(xiàn)與輪作防控香蕉枯萎病相比,施用生物肥料對細(xì)菌和真菌群落組成的影響更大。TAO等[14]應(yīng)用T."guizhouense"NJAU4742防治香蕉枯萎病的盆栽試驗中,發(fā)病率降低,證明了對真菌群落組成和真菌群落內(nèi)特定相互作用可能是抑制香蕉枯萎病和維持植物健康的重要驅(qū)動因素。由于單一生防菌株制劑存在功能有限,因此選用不同功能的生防菌構(gòu)建微生物菌群,與特定營養(yǎng)基質(zhì)復(fù)配制備微生物菌肥,融合生防菌防病和有機肥促生功能,既克服單一菌株的功能單一的局限,又為菌肥產(chǎn)品中的功能菌株提供有效營養(yǎng),保障施用后的活性,又利于增產(chǎn)提質(zhì)[3-5],具有廣闊應(yīng)用前景。

    生防菌株與營養(yǎng)基質(zhì)復(fù)配防控番茄枯萎病的研究尚不多見。綠農(nóng)林?41復(fù)合微生物菌肥(LNL41)是本團(tuán)隊研發(fā)的正式登記產(chǎn)品,由優(yōu)良的生防菌長枝木霉(T."longibrachiatum"H02)、專利菌株綠色木霉(T."viride"H06)和枯草芽孢桿菌(B."subtilis"BLG010)與氨基酸粉等營養(yǎng)復(fù)配制備,但田間應(yīng)用穩(wěn)定性和防病促生作用尚不明確。本研究選取往年番茄枯萎病嚴(yán)重發(fā)生地塊為試驗地,應(yīng)用LNL41處理番茄的根際土壤,測定番茄根際土壤養(yǎng)分、植株生長、枯萎病發(fā)病率,采用18S"rDNA測序技術(shù)分析LNL41處理下番茄根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的差異,探究LNL41與番茄枯病發(fā)生、根際土壤理化性質(zhì)及土壤真菌群落之間的關(guān)系,為有效利用微生物菌肥綠色防控番茄枯萎病提供理論依據(jù)。

    1""材料與方法

    1.1""材料

    供試菌株:生防菌長枝木霉H02,專利菌株綠色木霉H06和枯草芽孢桿菌BLG010由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所/國家肥料微生物種質(zhì)資源庫(海南)提供。

    供試復(fù)合物微生物(CM):由生防菌長枝木霉H02、專利菌株綠色木霉H06(ZL2012103"23738.2)和枯草芽孢桿菌BLG010(ZL2012102"48300.2)分別經(jīng)活化、發(fā)酵、離心、去除代謝物,收集沉淀的高濃度菌體并干燥復(fù)配獲得干粉,總有效活菌數(shù)為5×109"CFU/g,其中H02活菌數(shù)為8×108"CFU/g,H06活菌數(shù)為14×108"CFU/g,BLG010活菌數(shù)為28×108"CFU/g。

    供試氨基酸粉:氨基酸含量為35.6%,購自四川世宏科技有限公司。

    供試綠農(nóng)林?41復(fù)合微生物菌肥(LNL41),微生物肥(2019)準(zhǔn)字(7527)號,由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所研制,海南寶綠春農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司生產(chǎn)。取長枝木霉H02、專利菌株綠色木霉H06和枯草芽孢桿菌BLG010的高濃度菌體干粉、氨基酸粉和復(fù)合肥(15-15-"15)復(fù)配制備獲得。有效成分包括:有機質(zhì)≥40%,N+P2O5+K2O=12%,總有效活菌數(shù)為5×109"CFU/g,其中H02活菌數(shù)為8×108"CFU/g,H06活菌數(shù)為14×108"CFU/g,BLG010活菌數(shù)為28×108"CFU/g。

    供試菌肥營養(yǎng)基質(zhì)(NS):取LNL41水溶后,在121"℃,20"min條件下濕熱滅菌。養(yǎng)分指標(biāo)與LNL41相同(有效成分包括:有機質(zhì)≥40%,N+"P2O5+K2O=12%)。

    供試番茄品種:海南千禧番茄。

    1.2""方法

    1.2.1""番茄苗種植""時間:2023年10月12日至2023年12月22日。地點:海南省瓊海市橋頭村番茄基地,常年番茄枯萎病嚴(yán)重發(fā)生。土壤以磚紅壤為主,該土種土體深厚,質(zhì)地多為砂質(zhì)壤土。試驗開始前耕層土壤基本理化性質(zhì):有機質(zhì)10.09"g/kg、銨態(tài)氮39.42"mg/kg、速效磷102.70"mg/kg、速效鉀123.50"mg/kg、pH"5.50。

    1.2.2""試驗設(shè)計""田間試驗在在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上,分別設(shè)置4個處理,清水對照(CK)、綠農(nóng)林?復(fù)合微生物菌肥(LNL41)、菌肥營養(yǎng)基質(zhì)(NS)和復(fù)合微生物(CM)。不同處理間開溝隔約40"cm,隨機區(qū)組排列,2023年10月12日定植,種植行距60"cm、株距40"cm,共4行,2個相鄰行為1組處理,每處理各200株,各處理3個重復(fù)。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上。在定植時分別取LNL41、CM和NS稀釋至500倍澆灌于番茄根部,然后每3周澆灌1次,共5次。

    1.2.3""土壤養(yǎng)分測定""在番茄采收期,采用五點取樣法選取5株番茄的10~20"cm根圍土壤200"g,混勻、去除石塊和植物殘體、風(fēng)干,過200目篩后,利用灼燒法測量土壤有機質(zhì),利用HM-TYA型土壤肥料養(yǎng)分速測儀對速效氮、速效磷、速效鉀進(jìn)行測定,利用TR-8D鹽度檢測儀測定鹽度,利用pH計測定酸堿度。

    1.2.4""番茄植株生長測定""番茄收獲時,在晴朗的天氣下,測定時大氣CO2濃度保持在(380±"6.0)"μmol/mol,氣溫26"℃,相對濕度(60±"4.0)%,每組隨機選取3株,分別從每株上、下部分選取3片健康葉,光合作用采用LCPRO-SD便攜式光合測定儀,測定時間為120"s;在自然光下分別從每株上、下部分選取健康葉片,用葉綠素測定儀TYS-4N測定葉片葉綠素相對含量(SPAD值);從每株上、下部分選取5片健康完整葉,用YMJ-CH型智能葉面積測定儀測定葉面積;果實成熟,選取番茄的第1、2穗果稱重進(jìn)行單株產(chǎn)量的測定;用具有溫度自動補償功能的MSDR-P1高精度數(shù)顯糖度計進(jìn)行水溶性總糖測定。

    1.2.5""土壤呼吸速率""采用SoilBox-FMS便攜式土壤呼吸測量系統(tǒng),參考汪軍等[5]的方法測定采收期番茄根際土壤呼吸速率。

    1.2.6""田間病害調(diào)查""調(diào)查番茄枯萎病在苗期、花期、結(jié)果期和采收期的發(fā)病率,計算不同處理對番茄枯萎病的防治效果。發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/"調(diào)查總株數(shù)×100%;防治效果=(對照發(fā)病率–處理發(fā)病率)/對照發(fā)病率×100%。

    1.2.7""土壤真菌微生物多樣性測定""取1.2.3中采集后經(jīng)混合、拌勻、去除石塊和植物殘體土樣,委托北京百邁客生物科技有限公司提取土壤總DNA,基于Illumina"NovaSeq測序平臺,對真菌ITS1"rDNA的ITS1區(qū)進(jìn)行測序。

    1.3""數(shù)據(jù)處理

    采用Excel"2016、SAS"9.0、GraphPad"Prism"8

    軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,采用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性水平檢驗。測序結(jié)果使用北京百邁客生物科技有限公司云平臺的Us earch、QIIME2、R、Python、FUNGuild等軟件進(jìn)行分析。

    2""結(jié)果與分析

    2.1""不同處理對番茄根際土壤養(yǎng)分含量的影響

    與CK比較,各處理對土壤養(yǎng)分的改善作用表現(xiàn)為LNL41gt;CMgt;NS:各處理間有機質(zhì)和速效磷含量差異顯著;CM和NS處理的銨態(tài)氮含量差異不顯著,LNL41和CM處理的速效鉀含量差異不顯著;CK、NS和CM處理間pH差異不顯著,LNL41與CM處理的pH差異不顯著;CK與NS、LNL41與CM、NS與CM處理的鹽度差異不顯著,但均顯著低于CK(表1)。

    2.2""不同處理對對番茄生長的影響

    與CK比較,各處理促生長作用依次表現(xiàn)為LNL41gt;CMgt;NS:株高、莖圍、葉面積、光合作用、葉綠素、產(chǎn)量和水溶性糖增幅分別為8.87%~"34.71%、15.93%~67.62%、13.37%~52.88%、3.17%~"12.55%、3.20%~20.49%、4.38%~19.53%、0.46%~"8.79%;CK與LNL41處理的各指標(biāo)間具有顯著性差異;CK和NS處理的僅莖圍差異顯著,其他指標(biāo)無顯著性差異;CK和CM處理的產(chǎn)量和水溶性糖指標(biāo)差異不顯著,其他指標(biāo)差異顯著;LNL41和NS的處理各指標(biāo)差異顯著;LNL41和CM處理的光合作用、葉綠素和水溶性糖差異不顯著,其他指標(biāo)差異顯著;NS和CM處理的葉面積、產(chǎn)量和水溶性糖差異不顯著,其他指標(biāo)差異顯著(表2)。

    2.3""不同處理對根際土壤呼吸速率的影響

    在采收期,與CK比較,LNL41、CM、NS各處理之間根際土壤呼吸速率差異顯著,LNL41處理效果最為顯著,其次CM處理,NS次之,土壤呼吸速率分別增加了59.52%、33.33%和14.29%(圖1)。

    2.4""不同處理對田間發(fā)病率的影響

    調(diào)查不同處理對不同生長期番茄枯萎病發(fā)病率的影響發(fā)現(xiàn)(表3),與CK比較,各處理控病作用表現(xiàn)為LNL41gt;CMgt;NS。在苗期,LNL41與CM處理的發(fā)病率和防效無顯著性差異,但與NS處理差異顯著;在花期、結(jié)果期和采收期各處理

    的發(fā)病率和防效差異顯著;4個時期的發(fā)病率控制在2.33%~11.67%、7.00%~26.33%、12.67%~"40.33%和16.33%~52.00%,防效分別達(dá)53.25%~"90.83%、47.25%~86.04%、45.72%~82.98%和37.97%~"80.50%。

    2.5""不同處理對番茄根際土壤真菌群落的影響

    2.5.1""α多樣性""由表4可知,與CK比較,LNL41、NS、CM處理的物種豐度指標(biāo)Ace指數(shù)和Chao1指數(shù)分別提高了26.97%~57.71%、24.89%~"56.00%,LNL41、CM處理的多樣性指標(biāo)Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)提高了25.75%~"29.45%、39.04%~49.13%,而NS處理的Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)則分別降低了24.73%和32.68%。

    2.5.2""科和屬水平上的真菌菌群結(jié)構(gòu)組成分析""科水平豐度相對含量(OTU數(shù)相對豐度前20)排名前5的真菌科中(圖2A),Unclassified為各處理優(yōu)勢科;Hypocreaceae、Nectriaceae為LNL41、NS和CM的共有優(yōu)勢科,豐度分別為7.10%~"8.56%、1.77%~1.94%和7.93%~11.52%。

    進(jìn)一步對各分組樣品在屬水平(OTU數(shù)相對豐度前20)的相對豐度進(jìn)行研究,結(jié)果(圖2B)表明,不同處理真菌群落結(jié)構(gòu)存在明顯差異,排名前5的真菌屬中,Unclassified為各處理共有優(yōu)

    勢屬;Verticillium為CK和LNL41的共有優(yōu)勢菌屬;Hypsizygus為CK和NS的共有優(yōu)勢屬;Trichoderma為LNL41、NS和CM的共有優(yōu)勢屬,豐度分別為8.56%、1.94%和11.52%,說明LNL41和CM的木霉菌株在根際土壤較好定殖。Fusarium為NS和CM的共有優(yōu)勢屬,豐度分別為0.40%和2.41%,在CK中排名第7,豐度為0.93%;在LNL41處理中相對豐度排名為第14,豐度僅為0.001%,說明施用LNL41降低了Fusarium在根際土壤中定殖量。

    2.5.3""物種豐度聚類熱圖""圖3結(jié)果顯示,縱向聚類表示不同物種在LNL41與NS枝長較短,2個處理間豐度相似;橫向聚類表示4個處理中Fusarium與Aureobasidium豐度相似;Trichoderma分別與Cladosporium、Uwebraunia、Aureobasidium和Fusarium豐度相似。

    2.5.4""相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)圖""基于R語言繪制相關(guān)性最高的前20屬的網(wǎng)絡(luò)圖(圖4),Trichoderma與Aspergillus和Alternaria呈正相關(guān)。

    2.5.5""根際土壤真菌群落α多樣性指數(shù)與土壤理化性質(zhì)和枯萎病間的相關(guān)性分析""由表5可知,Chao1指數(shù)與有機質(zhì)、速效磷、速效鉀呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與鹽度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;由表6可知,Chao1指數(shù)與土壤呼吸速率呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與發(fā)病率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

    2.5.6""土壤真菌群落功能預(yù)測""基于FUNGuild預(yù)測真菌功能,與CK相比,LNL41、NS處理的功能差異顯著有10類包括undefined"saprotroph、fungal"parasite、endophyte、dung"saprotroph、wood

    saprotroph、litter"saprotroph、animal"path ogen、plant"saprotroph、plant"pathogen、animal"endosymbiont。LNL41處理出現(xiàn)4個功能類群豐度上升,NS和CM處理只有2個功能類群豐度上升。LNL41處理的dung"saprotroph、undefined"saprotroph、wood"sapro troph和plant"saprotroph豐度分別增加了11.15、7.81、4.07、0.92個百分點,plant"pathogen下降了2.55個百分點,endophyte下降了7.95個百分點;NS處理的undefined"saprotroph、wood"saprotroph豐度分別增加了81.96、0.12個百分點,plant"pathogen下降了26.28個百分點,endophyte"下降了24.11個百分點;CM處理的undefined"saprotroph、animal"pathogen豐度分別增加了26.40、1.05個百分點,plant"pathogen下降了8.74個百分點,endophyte下降了6.57個百分點(圖5)。

    3""討論

    微生物菌肥具有改善土壤養(yǎng)分、平衡微生物種群、防控土傳病害和增產(chǎn)提質(zhì)多種功效。郭立佳等[15]、邵雪鳳等[16]研究發(fā)現(xiàn)氨基酸作為營養(yǎng)基質(zhì)促進(jìn)芽孢桿菌菌體增值、分泌抑菌物質(zhì)和促生長物質(zhì)。土壤養(yǎng)分是土壤肥力的重要特征,微生物菌肥在提高土壤養(yǎng)分方面具有重要作用[17-18]。本研究應(yīng)用氨基酸與長枝木霉、綠色木霉和枯草芽孢桿菌制備的復(fù)合微生物菌肥,施用到番茄根際后發(fā)現(xiàn)對番茄根際土壤養(yǎng)分提升作用表現(xiàn)為LNL41最為顯著,其次為CM和NS,與YANG等[19]和楊皓等[20]應(yīng)用微生物肥緩解土壤酸化,提高土壤速效鉀和有機質(zhì)含量的研究結(jié)果相似,由此說明微生物菌肥中的功能菌株利用氨基酸營養(yǎng)基質(zhì)增殖,促進(jìn)根際難溶養(yǎng)分的分解,增加了土壤有效養(yǎng)分的含量。

    LIU等[21]研究表明,含有芽孢桿菌微生物肥不僅增加了植株根長、根表面積、根體積,還提高了葉片的光合作用速率、相對葉綠素含量等指標(biāo)。ZHOU等[3]施用含有木霉和芽孢桿菌的微生物制劑提升了番茄株高、株重和葉綠素含量,誘導(dǎo)D-果糖積累。本研究也發(fā)現(xiàn)促生作用表現(xiàn)為LNL41gt;CMgt;NS,株高、莖圍、葉面積、光合作用、葉綠素、產(chǎn)量和水溶性糖均增幅明顯,說明微生物菌肥田間具用良好增產(chǎn)效果,在番茄生產(chǎn)中具有較好的應(yīng)用前景。

    微生物菌肥制劑通過改善土壤生態(tài)環(huán)境,增加有益微生物數(shù)量,改善土壤呼吸等根際生態(tài)指標(biāo)[22-23]。Chen等[24]發(fā)現(xiàn)施用含有芽孢桿菌Bacillus"licheniformis"(X-1)"和B."methylotrophicus"(Z-1)的生物有機肥后,盆栽草莓枯萎病發(fā)病率降低80.00%;汪軍等[5,"25]應(yīng)用含有淡紫擬青霉E16和枯草芽孢桿菌BLG010的菌肥后,盆栽和田間香蕉枯萎病發(fā)病率分別下降至26.67%和1.10%。本研究中LNL41控制土壤呼吸速率提高59.52%,各生長期的發(fā)病率控制在2.33%~16.33%之間,防效維持在80.50%~90.83%之間,而單獨施用CM和NS處理的從苗期至采收期降幅均較大,采收期防效僅54.21%和37.97%。,由此推斷微生物菌群需要利用營養(yǎng)基質(zhì)提供的關(guān)鍵營養(yǎng)繁殖和分泌拮抗物質(zhì),LNL41施用后在根際形成了有利于復(fù)合微生物菌群存活的環(huán)境,從而降低土壤及根系病原菌豐度,恢復(fù)根際有益微生物種類及數(shù)量,提升土壤微生物、根系呼吸速率,從而提高根系和微生物活性。

    施用木霉、芽孢桿菌等生防制劑可增加根際土壤等有益微生物的種群豐度,誘導(dǎo)土壤中土壤真菌群落豐富度和多樣性增加來抑制土傳病害香蕉枯萎病和菠蘿心腐病[14,"26]。本研究施用LNL41、NS和CM后土壤真菌屬水平Ace指數(shù)和Chao1指數(shù)分別提高了26.97%~57.71%、24.89%~"56.00%,LNL41、CM處理的多樣性指標(biāo)Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)分別提高了25.75%~29.45%、39.04%~49.13%,而NS處理的多樣性指標(biāo)有所下降。由此推測上述3種處理提高了土壤中部分真菌種類豐度,抑制部分菌群的定殖,因此多樣性指標(biāo)有所降低。

    CHEN等[27]施用含有多年類芽孢桿菌的生物有機肥提高了菊花根際真菌α多樣性,F(xiàn)usarium和Glycomyces下降,而Cladosporium、叢植菌根和內(nèi)生菌水平上升,與菊花枯萎病發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)。健康土壤的真菌群落中,α多樣性始終較大。YUAN等[28]分析病區(qū)和健康土壤樣本發(fā)現(xiàn)健康土壤真菌群落中α多樣性更高,含有較多慢生根瘤科、叢枝菌科、被孢霉和非致病鐮刀菌,揭示了枯萎病土壤微生物組的關(guān)鍵生物學(xué)指標(biāo)和共同特征,有助于預(yù)測由尖孢鐮刀菌引起的枯萎病發(fā)生。木霉和芽孢桿菌是防控枯萎病等土傳病害的優(yōu)勢生防菌[3-5],本研究發(fā)現(xiàn)LNL41處理后肉座菌科和木霉屬豐度均為8.56%,分別為豐度排名前5的優(yōu)勢科和優(yōu)勢屬,木霉屬(Trichoderma)與Aspergillus和Alternaria呈正相關(guān);Chao1指數(shù)與有機質(zhì)、速效磷、速效鉀和土壤呼吸速率呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與鹽度和發(fā)病率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,說明微生物菌肥施用后對番茄根際土壤中優(yōu)勢真菌群落具有顯著影響。

    funguild廣泛用于土壤真菌功能群預(yù)測[29],馬東旭等[30]發(fā)現(xiàn)指數(shù)施肥后N、P促進(jìn)腐生營養(yǎng)性真菌類群逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位,HUANG等[31]發(fā)現(xiàn)施用微生物有機肥后煙草根際土壤腐生真營養(yǎng)型類群增加。Du等[32]發(fā)現(xiàn)施用有機肥后提高了土壤中腐生真菌比例和促進(jìn)藥用植物浙貝母的產(chǎn)量。腐生型真菌具有分解植物殘體、動物糞便等重要生態(tài)作用,對植物生長具有重要促進(jìn)作用[33]。本研究也發(fā)現(xiàn)施用微生物菌肥后4個功能類群豐度上升,腐生營養(yǎng)型功能類群(dung"saprotroph、undefined"saprotroph、wood"saprotroph和plant"saprotroph)豐度增加了0.92~11.15個百分點,plant"pathogen下降了2.55個百分點,endophyte下降了7.95個百分點,而施用NS和CM的處理只有2個功能類群豐度上升。因此推斷施用微生物菌肥后土壤中腐生營養(yǎng)型真菌為土壤中優(yōu)勢功能類群,加速了對有機質(zhì)、銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分的分解和循環(huán)利用,改善了土壤養(yǎng)分環(huán)境,同時通過營養(yǎng)競爭和分泌拮抗物質(zhì),抑制了植物病原菌的繁殖,提高了番茄根系對土壤養(yǎng)分的吸收,最終有利于番茄植株的抗病、增產(chǎn)和提質(zhì)。本研究說明施用LNL41改變土壤腐生營養(yǎng)型真菌比例,調(diào)控根際抗病性土壤微生物群落形成的作用是顯著的。

    4""結(jié)論

    綠農(nóng)林?41復(fù)合微生物菌肥可改善番茄根際養(yǎng)分有機質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷、鹽度和pH,促進(jìn)株高、莖圍、葉面積、光合作用、葉綠素、水溶性糖和產(chǎn)量生長指標(biāo),提高土壤呼吸速率,控制番茄枯萎病發(fā)病率,改善土壤真菌群落結(jié)構(gòu),提升腐生營養(yǎng)型功能類群等有益微生物豐度,表明綠農(nóng)林?41復(fù)合微生物菌肥根際施用防病促生作用顯著,應(yīng)用前景良好。

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