苦参碱对老龄苹果园土盆栽平邑甜茶和土壤微生物的影响

以老龄苹果园土盆栽的平邑甜茶幼苗为试材,研究向土壤中添加不同量的苦参碱对幼苗生长以及土壤中微生物数量的影响。结果表明,9月时,与对照相比,向土壤中添加0.01%苦参碱处理可明显提高平邑甜茶幼苗株高、地径、干质量和根表面积、根体积以及根呼吸速率,根系SOD、POD和CAT活性也显著提高。经苦参碱处理后,土壤中细菌和真菌数量减少,真菌比细菌降幅更大,细菌/真菌比值增大。其中0.01%苦参碱处理的细菌和真菌分别比对照减少了58.5%和68.3%,细菌/真菌比值比对照增加30.6%,土壤中微生物多样性指数(Shannon index)和丰富度指数(Margalef index)降低显著,腐皮镰孢菌、层出镰孢菌、串珠镰孢菌和尖孢镰孢菌基因拷贝数分别比对照降低了51.2%、43.3%、40.0%和44.5%。综上,0.01%苦参碱处理促进了平邑甜茶幼苗的生长,改善了土壤环境,可有效减轻平邑甜茶的连作障碍。     

葱、芥菜和小麦轮作对老龄苹果园土壤环境的影响

在山东省烟台市大沙岭、凤毛寨和湾头村等的25年生老苹果园中,在1年内进行葱、芥菜和小麦轮作,然后收集每个果园连作土壤和轮作后的土壤,并以溴甲烷熏蒸处理的连作土壤为高标对照,在盆栽试验条件下研究各处理土壤对平邑甜茶(苹果砧木)幼苗生长和土壤环境的影响。结果表明:与连作土壤相比,在3种植物轮作以后的土壤中,平邑甜茶幼苗的生物量显著提高,且地下部干、鲜质量可提高1～2倍;根系呼吸速率增长均超过1倍;同时,3个果园的轮作土壤中细菌数量分别增加148.47%、198.57%和165.44%,真菌降低45%左右,使得细菌/真菌比值提高了4倍;土壤酶活性提高,酚酸类物质含量大幅降低,根皮苷含量分别降低86.67%、46.12%和86.31%;此外,尖孢镰孢菌的拷贝数分别降低76.34%、49.22%和70.89%。     

贝莱斯芽孢杆菌XC1的筛选、鉴定及其对苹果连作障碍的影响

从连作苹果园健康苹果树根际土壤中筛选出1株对苹果连作障碍镰孢属病原菌具有较强拮抗作用的细菌XC1,该菌对尖孢镰孢菌的抑菌率最高,达到79.83%。根据其形态、生理生化特征和基于16S rDNA、gyrA基因的系统发育分析,鉴定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。目前菌株XC1已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC No.20057。苹果连作土盆栽试验表明,XC1菌肥处理能显著促进平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)幼苗的生长,其株高、地径、鲜质量和干质量分别比对照提高了54.8%、34.8%、121.1%和96.0%;显著提高连作土壤中的蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶的活性,分别为对照的1.57倍、2.71倍、1.21倍和1.79倍;显著减少连作土壤中真菌的数量,提高细菌和放线菌的数量,且对尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)有很好的抑制作用,尖孢镰孢菌的基因拷贝数比对照降低了76.4%。这说明贝莱斯芽孢杆菌抑制连作障碍病原菌的效果明显,可改善土壤环境,促进平邑甜茶幼苗的生长,能在一定程度上减轻苹果连作障碍。     

生石灰与过磷酸钙混施对连作土壤的改良效果及平邑甜茶幼苗生长的影响

在盆栽条件下,研究了施用生石灰、生石灰与过磷酸钙混施、草木灰对连作土壤的改良效果和对平邑甜茶幼苗生长的影响。结果表明,生石灰与过磷酸钙混施或单独施用适宜浓度的生石灰以及草木灰,均对连作土壤有改良效果,幵促迚了平邑甜茶幼苗生长。兵中,以1 g/kg生石灰与1 g/kg过磷酸钙混施效果最好,连作土壤p H值提高,土壤中细菌与真菌数量的比值增加最高,是对照的15.45倍,兵中细菌数量升高了291.3%,真菌数量降低了74.0%,腐皮镰孢菌和尖孢镰孢菌拷贝数均有所降低;土壤酶活性均有提高,脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性分别是连作对照的2.14、1.71、1.55、1.41倍。平邑甜茶幼苗的株高、地径、地上部与地下部的鲜重和干重较对照分别提升了49.9%、80.4%、83.9%、153.8%、114.4%、221.2%,地下部根长度、根表面积、根体积及根尖数较连作对照分别提高了204.4%、254.2%、354.8%和133.6%,根系呼吸速率为连作对照的1.35倍。单独施入1 g/kg生石灰或2 g/kg草木灰效果也较好,但生石灰浓度过高不利于植株生长。     

棉隆熏蒸加短期轮作葱显著减轻苹果连作障碍

在盆栽条件下,以苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材,研究棉隆熏蒸老龄苹果园土壤并轮作一季葱,对土壤微生物环境及平邑甜茶幼苗生长的影响,以期为防控苹果连作障碍提供新技术。2015年5月进行4种试验处理,分别为老龄苹果园土壤对照,老龄苹果园土壤轮作葱,棉隆熏蒸老龄苹果园土壤,棉隆熏蒸老龄苹果园土壤后轮作葱,2016年5月各处理土壤统一定植平邑甜茶幼苗。结果表明：与对照相比,棉隆熏蒸后轮作葱处理的土壤真菌数量减少了73%,层出镰孢菌的基因拷贝数减少67%,细菌数减少19%,细菌/真菌比值增加了213%。T-RFLP图谱的主成分分析（PCA）、聚类分析结果显示,棉隆熏蒸后轮作葱明显改变了土壤真菌群落结构,且比单纯棉隆熏蒸处理提高了土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶活性。棉隆熏蒸后轮作葱处理,平邑甜茶株高、茎粗、鲜质量和干质量分别为连作土对照的1.96倍、1.75倍、2.31倍和2.34倍,根长、根面积、根体积和根呼吸速率较连作土对照分别提高了155%、310%、294%和89%。可见,棉隆熏蒸后轮作葱处理,具有最高的细菌/真菌比值,并显著改变了土壤真菌群落结构,提高了土壤酶活性,促进了平邑甜茶幼苗的生长,防控连作障碍的效果优于单纯棉隆熏蒸,是减轻苹果连作障碍的有效措施。     

苹果连作土壤加入酒糟可减轻连作障碍

在盆栽条件下,研究了啤酒糟和白酒糟对连作平邑甜茶幼苗生长及其连作土壤中微生物的影响。结果表明,连作土壤添加酒糟可显著提高平邑甜茶幼苗株高、干样质量、鲜样质量等生物量指标。添加酒糟后土壤中细菌、真菌数量与连作土对照相比也有明显提升。通过聚类分析、主成成分分析和多样性分析发现,加入酒糟后土壤中微生物群落结构发生明显变化,且不同酒糟类型和不同酒糟处理方式造成微生物的群落结构不同;由于酒糟自身携带及灭菌酒糟在土壤中滋生的微生物,促使土壤中优势种群的出现,改变了土壤中微生物群落的多样性指数和丰富度指数。对土壤中的层出镰孢菌(Fusarium proliferatum)进行实时荧光定量分析显示,与连作土壤对照中的层出镰孢菌基因拷贝数相比,啤酒糟、白酒糟、灭菌啤酒糟和灭菌白酒糟处理分别降低了39.1%、58.1%、20.9%和39.2%,酒糟灭菌后减弱了对有害菌层出镰孢菌的抑制作用。综上,苹果连作土壤中加入酒糟后,改变了土壤中微生物的群落结构,降低了有害真菌的数量,减轻了苹果连作障碍现象,其中白酒糟效果更好。     

草酸青霉A1菌株的鉴定及对苹果4种镰孢病菌的拮抗作用

从连作条件下的平邑甜茶健康根系分离得到1株内生真菌A1,通过形态学特征、培养特性观察鉴定该菌属于青霉属,将其ITS r DNA序列和β-tubulin序列与Gen Bank中已知标准菌株的ITS r DNA序列和β-tubulin序列进行比对,并利用MEGA5.05软件构建青霉菌A1菌株进化树。结果表明,青霉菌A1与草酸青霉Penicillium oxalicum(KF152942.1,KC344990.1)序列同源性最高,为100%,最终将青霉菌A1鉴定为草酸青霉A1。在马铃薯培养基(PDA)和玉米粉培养基上分别将内生真菌A1与尖孢镰孢菌、串珠镰孢菌、层出镰孢菌和腐皮镰孢菌进行对峙试验,结果在PDA培养基上对菌丝生长抑制率分别为42.0%、74.0%、47.0%和54.5%,拮抗系数达到Ⅱ级或Ⅰ级,在玉米粉培养基上菌丝生长抑制率分别为60.5%、82.2%、68.4%和53.4%,拮抗系数达到Ⅱ级或Ⅰ级,说明草酸青霉A1对4种苹果连作障碍病原镰孢属真菌具有较好的抑制作用。平邑甜茶盆栽试验结果表明,与连作土对照相比,A1菌肥显著促进了连作平邑甜茶幼苗鲜样质量、干样质量的增加,分别增加2.53倍和2.35倍,说明草酸青霉A1菌肥能在一定程度上减轻苹果连作障碍。使用实时荧光定量技术对土壤中的尖孢镰孢菌基因拷贝数进行检测,发现A1菌肥处理的土壤中尖孢镰孢菌的基因拷贝数量大幅下降,说明草酸青霉菌A1可以抑制其生长。A1菌株可作为防控苹果连作障碍的拮抗菌进一步研究。     

万寿菊植株粉末熏蒸对苹果连作土壤环境及平邑甜茶生理特性的影响

为探讨万寿菊植物粉末熏蒸防控苹果连作障碍的可行性及其对土壤环境和植株生长的影响,以盆栽平邑甜茶(苹果砧木)幼苗为试材,设置连作土对照、连作土覆膜处理、连作土+0.05%万寿菊植物粉末(与土壤的质量比)+覆膜、连作土+0.2%万寿菊植物粉末+覆膜、连作土+0.5%万寿菊植物粉末+覆膜5个处理,测定了土壤养分含量、土壤酚酸含量、土壤尖孢镰刀菌基因拷贝数、平邑甜茶根系呼吸速率、根系抗氧化酶活性、叶片的光合参数和叶绿素荧光参数等指标。结果表明,连作土壤中添加0.2%万寿菊植物粉末熏蒸可显著提高土壤的养分含量,减少主要酚酸类物质含量,显著减少尖孢镰刀菌基因拷贝数,提高平邑甜茶根系的呼吸速率及抗氧化酶活性,减少MDA含量;能有效缓解因连作障碍引起的叶片净光合速率(P_n)、最大光化学效率(Φ_(P_o))、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学猝灭系数(qP)、单位面积活性反应中心数量(RC/CS_m)等荧光参数的下降,改变OJIP曲线形状。0.05%和0.5%处理的各指标与对照相比均有改善,但效果不及0.2%浓度处理的。综上,适宜浓度(0.2%)的万寿菊植物粉末熏蒸处理能显著改善土壤环境,增强平邑甜茶幼苗叶片的光合能力,改善能量分配,减轻连作障碍对平邑甜茶幼苗叶片光系统Ⅱ的破坏,促进幼苗生长。     

硫磺对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响

以盆栽的试验方式，研究了在老龄苹果园土壤中添加不同量（0、0.1、0.3、0.5 g ? kg-1）的硫磺对土壤微生物环境及再植平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）幼苗的影响，为减轻苹果连作障碍提供理论依据。温室和露地盆栽结果显示：硫磺对改善连作土壤环境及促进平邑甜茶幼苗的生长具有良好的效果，但不同添加量促进效果不尽相同，其中以0.3 g ? kg-1的促进效果最为显著。与对照相比，0.3 g ? kg-1的硫磺处理浓度下平邑甜茶幼苗株高、地径、鲜质量、干质量分别增加了60.83%（26.03%，露地数据，下同）、26.78%（19.66%）、73.44%（62.15%）和93.32%（72.93%）；根长、根表面积、根体积、根尖数、根系呼吸速率提高了1.47倍（1.82倍）、2.28倍（2.05倍）、2.05倍（2.74倍）、1.73倍（1.67倍）、2.12倍（1.98倍）。硫磺处理后叶片叶绿素含量、光合参数、土壤酶的活性均有不同程度提高。0.3 g ? kg-1硫磺处理具有最高的细菌与真菌比值、真菌的丰富度和多样性指数及最低的优势度指数。主成分分析发现，随硫磺添加量增加，土壤真菌群落与对照距离越来越远，但当添加量由0.3 g ? kg-1增加至0.5 g ? kg-1对改善连作土壤环境的效果不是特别明显。实时荧光定量结果表明，硫磺的添加可以显著降低串珠镰孢菌基因拷贝数。综上，0.3 g ? kg-1硫磺处理可较好地优化土壤环境，促进平邑甜茶幼苗的生长，可作为一种减轻苹果连作障碍的有效方法。     

枯草芽孢杆菌SNB-86菌肥对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤环境的影响

采用对峙法从苹果连作土壤中分离得到一株连作生防细菌SNB-86,鉴定为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。对该菌进行固态发酵制备菌肥。以苹果连作土盆栽平邑甜茶幼苗为材料,对盆栽土壤设置4个处理：不做任何处理（对照）、连作土经溴甲烷熏蒸、连作土中加入菌肥载体处理和枯草芽孢杆菌SNB-86菌肥处理。试验结果表明：SNB-86菌肥处理下连作平邑甜茶幼苗鲜质量和干质量分别增加了171.5%和142.3%,株高分别比对照和菌肥载体处理增加了97.9%和25.3%,地径增加了57.6%和6.2%,但SNB-86菌肥处理的幼苗长势均未超过溴甲烷处理。菌肥载体处理和SNB-86菌肥处理土壤中细菌和放线菌的数量都增加,SNB-86菌肥处理土壤真菌的数量显著降低,为对照中的32.3%,而菌肥载体处理仅比对照组降低了10%。溴甲烷熏蒸处理显著降低了土壤中微生物的数量,导致土壤酶活性低于对照。SNB-86菌肥处理和菌肥载体处理可显著提高连作土壤中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶的活性,菌肥载体处理次之;而溴甲烷熏蒸处理降低了这些酶的活性。SNB-86菌肥可以显著促进连作条件下平邑甜茶幼苗的生长,提高连作土壤酶活性,降低土壤中可培养真菌的数量,在一定程度上能缓解苹果连作障碍。     

平邑甜茶幼苗与葱混作对苹果连作土壤环境的影响

盆栽条件下研究了葱(Allium fistulosum L.)与平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)混作对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长和生理的影响。结果表明:与连作土对照相比,平邑甜茶与葱混作能促进幼苗株高、地径、鲜样质量、干样质量的增长(分别为对照的1.42倍、1.67倍、3.63倍和2.99倍);提高了平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性(分别为对照的1.58倍、2.74倍、2.41倍和6.79倍);显著提高土壤中脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,均表现为混作石灰氮溴甲烷连作土;同时混作土壤中细菌数量为连作对照的2.44倍,放线菌数量为连作土对照的1.79倍,而真菌数量较连作土对照减少了69.4%,土壤中细菌/真菌比值表现为溴甲烷混作石灰氮连作土;提高了土壤真菌的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数,降低了优势度指数;土壤中尖孢镰刀菌数量明显减少。平邑甜茶幼苗与葱混作,可以减少连作土壤中真菌数量,提高细菌数量,减轻苹果的连作障碍。     

多菌灵与微生物有机肥复合对连作平邑甜茶幼苗及土壤的影响

为探索多菌灵与微生物有机肥对苹果连作障碍的缓解效果,以连作土盆栽平邑甜茶幼苗为试材,研究了多菌灵、微生物有机肥对平邑甜茶幼苗生长和土壤环境的影响。结果表明:与连作土对照相比,多菌灵和微生物有机肥复合施用可提高根系呼吸速率,促进根系生长,提高幼苗生物量,其中株高提高了38%,呼吸速率提高了36%;细菌/真菌值达到连作土对照的19.07倍;改变了土壤真菌群落结构,其中复合处理具有较高的优势度指数与较低的多样性、均匀度、丰富度指数;微生物有机肥、多菌灵与微生物有机肥复合施用对土壤酶有显著促进作用。因此,多菌灵与微生物有机肥复合施用可以更好地缓解苹果连作障碍。     

西北黄土高原地区苹果连作障碍与土壤真菌群落结构的相关性分析

采用构建真菌克隆文库和T-RFLP相结合的方法,研究了甘肃、陕西和山西省20个地区再植苹果园土壤中的真菌群落结构特征,同时还研究了平邑甜茶幼苗的生长与再植苹果园土壤中优势真菌属的相关性。结果表明,在真菌分类门的水平上,子囊菌门真菌是西北黄土高原地区苹果连作土壤中主要的真菌类型;在属的水平上,镰孢菌属、被孢霉属、毛壳菌属、隐球酵母菌属等是主要优势菌群。从果园地区分布来看,甘肃省的5个地区土壤真菌具有相对较高的多样性指数、均匀度指数、丰富度指数和相对较低的优势度指数。陕西富平,山西平陆,山西盐湖区的苹果连作障碍较严重,镰孢菌的丰度较高。从平邑甜茶幼苗生长受抑制量与土壤中优势真菌属的相关性来看,镰孢菌的丰度与苹果连作障碍的严重程度呈极显著性正相关（r = 0.585,P < 0.01）,而被孢霉属的丰度与其呈显著性负相关（r =–0.473,P < 0.05）。引起西北黄土高原地区苹果连作障碍的主要有害真菌类型是镰孢菌属。     

连作土壤中残根对平邑甜茶幼苗生物量及土壤酚酸类物质和微生物的影响

以平邑甜茶为试材进行连作土壤盆栽试验,研究在连作土壤中添加不同量的残根对幼苗生长和土壤环境的影响。结果表明连作土壤中添加0.3%的残根可提高平邑甜茶幼苗的生物量,当残根添加量为0.6%~2.4%时,则对幼苗生长有抑制作用;残根的加入也改变了土壤微生物的数量,与对照相比,0.6%、1.2%和2.4%处理使细菌总量分别减少19.36%、30.78%和39.6%,但放线菌和真菌数量明显增加;连作土壤中施入残根,显著增加了土壤中酚酸类物质的含量,0.6%、1.2%和2.4%使春季酚酸类物质总含量,分别增加57.49%、116.20%和131.71%,秋季分别增加29.03%、49.65%和70.27%;另外,残根的施入也影响了土壤酶活性,0.6%、1.2%和2.4%使土壤脲酶、蔗糖酶活性都有不同程度的降低,但中性磷酸酶活性有所升高。由此可见,连作土壤中残根含量对平邑甜茶幼苗的影响存在低促高抑的现象,当残根施入量大于0.3%后,则抑制幼苗生长,加重了连作障碍程度。     

不同苹果砧木对连作土壤微生物及酶活性的影响

为了更好地利用砧木抗性来综合防控苹果连作障碍,以平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）、富平楸子 [M. prunifolia（Willd）Borkh.]、八棱海棠（M. micromalus Makino）、新疆野苹果 [M. sieversii （Le deb.）Roem.]、山荆子 [M. baccata（Linn.）Borkh.] 为试材,探讨了不同苹果砧木对连作土壤中的酶活性、微生物以及酚酸类物质的影响。结果表明：以平邑甜茶为砧木的土壤磷酸酶活性最高,八棱海棠为砧木的土壤蔗糖酶活性最高,富平楸子为砧木的土壤脲酶活性最高;平邑甜茶为砧木的土壤真菌数量最低,富平楸子和平邑甜茶为砧木的土壤细菌数量较高,平邑甜茶为砧木的土壤细菌/真菌比值最高。从总酚酸含量来看,平邑甜茶为砧木的土壤酚酸含量最低,八棱海棠为砧木的土壤酚酸含量最高。综上,平邑甜茶为砧木的土壤真菌数量最少,土壤总酚酸含量最低,且相关土壤酶活性较高,说明其对连作土壤环境的改善效果最佳,更适合作为砧木综合防控苹果连作障碍。