一种分析土壤中酚酸类物质含量的新方法—以连作苹果园土壤为试材

【目的】建立一种以ASE-HPLC法为基础的快速、高效测定果园土壤酚酸类物质含量的新方法。【方法】以苹果特征酚酸类物质根皮苷为例,采用加速溶剂提取法(accelerated solvent extraction,ASE)和高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)相结合的测定方法,对萃取溶剂、萃取温度、压力和循环数等参数进行优化,寻找ASE法提取酚酸类物质的最佳工艺条件。【结果】ASE法提取苹果园土壤酚酸类物质的最佳工艺条件为:先以无水乙醇为萃取溶剂,再以甲醇为萃取溶剂,提取温度为120℃,压强为10.3 MPa,循环2次,每次静态提取时间为5 min,吹扫体积为60%,吹扫时间为90 s。【结论】该方法样品处理简单,具有良好的重现性和线性,相关性系数均达到0.99,回收率在83%—98%之间,检测限为1.3×10-4—2.5×10-2μg·mL-1。ASE-HPLC法是一种简便、快速和高效测定土壤酚酸含量的新方法,具有推广应用价值。

发酵时间对有机物料发酵流体成分含量变化及对连作苹果生物量的影响

为探明不同季节不同发酵时间有机物料发酵流体成分含量变化及其对连作苹果生物量的影响,本研究选择富士/八棱海棠二年生嫁接苗为试材,设置季节(春、夏、秋)和发酵时间(30 d、45 d、60 d)两个因素,共9个处理,盆栽条件下对发酵流体成分含量与连作苹果幼树生长间的关联进行了研究。结果表明,有机物料发酵流体可以减轻苹果连作障碍,与对照相比,施入春、夏、秋分别发酵60 d、45 d、45 d的发酵流体的植株干重分别增加了22.42%、22.82%和19.63%。从总体上看,测定范围内夏、秋季处理发酵流体相关成分平均含量大于春季处理,同时随着发酵时间的延长发酵流体相关成分含量有增大的趋势。其中春季发酵60 d、夏季和秋季发酵45 d发酵流体相关成分含量最高,且对促进连作苹果幼树株高、地茎、鲜重及干重增加的影响最大。在发酵流体相关成分中与苹果幼树生长相关性最大的为细胞分裂素(6BA)、维生素B12(VB12)、苹果酸、氨基酸和乙酸,与植株干重的相关系数分别为0.65、0.81、0.53、0.51和-0.5。

生物炭介导下磷水平对连作苹果幼苗及土壤环境的影响

苹果连作障碍是制约苹果产业可持续发展的重要因素之一。研究生物炭介导下不同施磷水平对连作条件下平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率和土壤环境的影响,探讨生物炭配施磷肥这种措施对苹果连作障碍的防控效果,并筛选出合适磷肥用量,为生产中老果园改造提供理论依据。盆栽条件下,以苹果常用砧木-平邑甜茶为试材,设计了连作土壤(CK)、连作土用溴甲烷熏蒸处理(F)、连作土+2%生物炭(B)、连作土+2%生物炭+0.5‰磷肥(BP0.5)、连作土+2%生物炭+1‰磷肥(BP1)和连作土+2%生物炭+2‰磷肥(BP2)6个处理。采用常规方法测定了不同处理对平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率、土壤养分和土壤酶活性的影响。结果表明:溴甲烷灭菌后,幼苗的株高、地径、鲜重和干重均远远高于连作土,分别是连作土中幼苗的1.6,1.5,2.9,2.5倍,幼苗的根系呼吸速率及保护酶也远远高于对照和其他处理。生物炭、或者生物炭配施磷肥,均可提高平邑甜茶幼苗的生物量,幼苗的株高、地径、鲜重和干重分别是连作土中幼苗的1.2,1.1,1.6,1.4倍和1.4,1.2,2.2,1.9倍,2种处理的根系呼吸速率也有大幅度提高;生物炭配施0.5‰磷肥可明显提高幼苗根系SOD、POD和CAT酶活性,同时降低MDA含量;与对照相比,生物炭配施0.5‰磷肥能明显提高土壤中有机质含量,增加硝态氮和速效磷的含量,促进土壤中脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性。综合分析比较,生物炭配施0.5‰磷肥相比于单施生物炭,能更好的提高连作条件下平邑甜茶幼苗的生长发育,增加土壤有机质含量,增强土壤酶活性。因此,生物炭配施磷肥这一综合措施能更好的防控苹果连作障碍。

有机物料发酵物有益于增加连作苹果园果实品质和产量

据《中国果树》2021年第1期《有机物料发酵物对连作苹果园果实品质和产量及土壤微生物的影响》(作者刘恩太等)报道,以嘎拉/M26/平邑甜茶为试材,探讨有机物料发酵物对连作苹果园果实品质及土壤微生物的影响,为防治苹果连作障碍提供依据。结果表明,有机物料发酵物处理后果实单果质量和单株产量分别增加57.8%、386.5%。

苹果连作土壤中主要酚酸类物质对平邑甜茶幼苗根系的影响

【目的】研究砂培条件下土壤实测浓度的酚酸及其混合物对平邑甜茶幼苗生物量以及根系相关指标的影响,为研究苹果连作障碍的缓解措施及指导老果园的更新提供理论依据。【方法】试验包括对照(CK)、根皮素(T1)、酚酸混合物(T2)、香草醛(T3)、根皮苷(T4)、水杨酸(T5)、苯甲酸(T6)共7个处理,测定5种酚酸及其混合物对平邑甜茶幼苗生物量、根系线粒体相关指标、根系活力、根系超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)以及三羧酸循环(TCA)相关酶等指标的影响。【结果】5种酚酸及其混合物均降低了平邑甜茶幼苗的根、茎鲜重,以混合酚酸(T2)处理降低最明显,根鲜重、茎鲜重分别为对照的27.3%、51.7%。单个酚酸处理相比,以根皮苷(T4)对平邑甜茶幼苗伤害最大,根鲜重、茎鲜重分别为对照的42.3%、60.6%。各处理对平邑甜茶幼苗的伤害大小排序为:混合酚酸>根皮苷>根皮素>香草醛>水杨酸>苯甲酸>对照。不同酚酸处理后均使平邑甜茶幼苗的根系活力下降,随着处理时间的延长,根系活力降低越显著;在处理后的第1、3、5天以T2处理降低最显著,分别为对照的73.0%、71.7%和76.1%;在处理后的第10天和15天,T4处理的根系活力降低最显著,由对照的85.5%降为54.4%。不同酚酸处理均可导致MDA含量显著升高,随着处理时间的延长,根系MDA含量升高越显著,在处理后的第1、3、5天,以T2处理升高最显著,分别为对照的7.71、1.66和1.66倍。过氧化氢(H2O2)含量则呈现先升高后降低的趋势,在处理后的第3天,T1、T2、T3、T4、T5、T6各处理根系线粒体H2O2含量的增幅最大,分别为对照的2.50、2.36、2.58、2.59、2.40、2.58倍。不同酚酸处理对平邑甜茶幼苗根系TCA循环相关的顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶活性具有抑制作用,这与不同酚酸处理后的根系活力下降的结果相一致,但不同酚酸对延胡索酸酶的活性没有影响。不同酚酸处理后根系线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放程度增大,细胞色素Cyt c/a比值下降,其中在处理后的第1、3、5、10、15天,以T2处理的细胞色素Cyt c/a比值下降最显著,分别为对照的76.0%、76.9%、69.1%、66.4%和64.2%,其次为T4处理;在处理后的第15天,各处理的根系线粒体Cyt c/a由低到高为:混合酚酸>根皮苷>香草醛>水杨酸>根皮素>苯甲酸>对照。【结论】酚酸混合物、根皮苷和根皮素对平邑甜茶幼苗的生长发育总体表现的抑制作用更大,表明根皮苷、根皮素是引起苹果园连作障碍的关键酚酸类物质。在老果园的更新工作时,可首先考虑采用多种措施来降解根皮苷和根皮素以缓解苹果连作障碍中酚酸带来的危害。

蚯蚓磨浆发酵产物减轻苹果连作障碍的机制

[目的]探究蚯蚓磨浆发酵产物防控苹果连作障碍的可行性。[方法]蚯蚓(Eisenia foetida)用湿法磨碎后,加入枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和黑曲霉菌(Aspergillus niger)发酵,发酵物用于试验。盆栽试验土壤采自27年龄的苹果园,供试作物为平邑甜茶幼苗。蚯蚓发酵物施入土壤,在苹果幼苗生长4个月后,调查苹果幼苗的生长状况,分析土壤中总微生物量、致病成分含量和有害真菌数量。[结果]施用蚯蚓磨浆发酵产物有效提高了苹果连作土壤中的细菌、放线菌数量,显著降低了真菌数量。与连作土对照相比,施用蚯蚓磨浆发酵产物处理连作土壤尖孢镰孢菌、层出镰孢菌、腐皮镰孢菌和串珠镰孢菌这4种有害真菌分别降低了65.6%、13.9%、84.2%和24.1%;有效降低了连作土壤中酚酸类物质的含量,其中根皮苷、根皮素和对羟基苯甲酸含量分别降低了74.2%、48.9%和67.0%;显著促进了植株根系的生长,提高了根系呼吸速率和抗氧化酶活性,根系呼吸速率、SOD、POD和CAT活性分别提高了69.4%、81.2%、81.1%和161.5%。蚯蚓磨浆发酵产物的添加极大促进了平邑甜茶幼苗植株的生长,植株干重是连作对照CK的2.58倍;同时提高了植株叶片的光合效率及叶绿素含量,其中光合效率比对照提高了46.5%,叶片叶绿素a和叶绿素b含量分别是对照的1.38和1.65倍。[结论]蚯蚓磨浆发酵产物的施入可有效提高土壤中细菌、放线菌数量,显著降低真菌数量和有害成分,改善苹果连作果园土壤环境,促进苹果幼树的生长,从而降低苹果连作障碍造成的危害。

生物炭与甲壳素配施对连作平邑甜茶幼苗及土壤环境的影响

【目的】研究生物炭与甲壳素配施对连作条件下平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率、根系保护酶和土壤环境的影响,为防治苹果连作障碍提供依据。【方法】盆栽条件下,以苹果常用砧木-平邑甜茶为试材,试验设苹果连作土壤作为对照(CK),用1‰甲壳素(w/w,T1)、2%生物炭(w/w,T2)、1‰甲壳素+2%生物炭(T3)以及溴甲烷灭菌(T4)处理苹果连作土壤,共5个处理。采用常规方法测定不同处理对平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率及根系抗氧化酶活性的影响,同时用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和实时荧光定量PCR测定不同处理土壤中真菌群落结构和尖孢镰刀菌数量。【结果】T3和T4可显著增加平邑甜茶幼苗株高、地茎和干鲜重,T3使平邑甜茶幼苗的株高、地径、鲜重、干重分别增加了44.6%、33.0%、76.8%和77.1%,T4各指标分别增加了73.1%、76.9%、117.0%和123.7%;与对照相比,不同处理均使根系呼吸速率明显提高,T1、T2、T3和T4处理的幼苗根系呼吸速率分别是对照的1.37、1.70、1.87和2.02倍;T4处理超氧化物歧化酶(SOD)活性最高,其次为T3处理,T2和T1处理也增加了SOD活性,所有处理都与对照达到了显著差异;过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化与SOD变化趋势一致,T4处理根系POD和CAT活性分别为对照的2.68和2.64倍,其次为T3,3种酶活分别为对照的2.52和2.18倍;与对照相比,T2、T3和T4均可显著降低根系丙二醛(MDA)的含量,分别为对照的82.0%、61.9%和43.1%。T2和T3明显提高细菌数量,细菌/真菌比值分别是对照的1.7和2.2倍,溴甲烷灭菌(T4)则使土壤中的细菌、真菌显著降低,但是真菌降低的数量大于细菌的,因此,细菌/真菌比值高于对照;T4具有最高的多样性、丰富度和均匀度指数,分别比对照增加了24.4%、41.3%和13.6%,其次是T3处理;溴甲烷灭菌、生物炭配施甲壳素处理土壤中尖孢镰刀菌基因拷贝数均显著低于连作土,说明连作土壤中尖孢镰刀菌为主的有害真菌数量明显减少;与对照相比,T3土壤中根皮苷、根皮素、肉桂酸、对羟基苯甲酸和间苯三酚含量分别降低了28.1%、30.6%、50.8%、33.6%和46.2%。【结论】生物炭与甲壳素配施相较于单施生物炭或者甲壳素,能更好的提高连作条件下平邑甜茶幼苗的生物量、根系呼吸速率和根系保护酶活性。并且二者配合施用优化了连作土壤的真菌群落结构,增加了土壤细菌/真菌比值,降低了土壤中尖孢镰刀菌基因拷贝数,减少了酚酸类物质含量。因此,生物炭配施甲壳素能更好地缓解苹果连作障碍。

连作对土壤微生物及平邑甜茶幼苗氮吸收、分配和利用的影响

【目的】苹果连作障碍发生普遍,严重影响果树生长。研究连作条件下平邑甜茶对氮素吸收、分配和利用的影响,为阐明连作障碍发生机制和防控苹果连作障碍提供理论依据。【方法】盆栽条件下,以平邑甜茶为试材,利用^(15)N同位素示踪技术,研究了平邑甜茶对氮素吸收、分配和利用的影响。试验处理分为连作土溴甲烷熏蒸(T1)、连作土高温灭菌(T2)、麦田土(T3)和连作土(CK)四个处理。分别在8月和9月份进行两次取样,测定了不同处理间生物量、根系、氮素和土壤微生物的差异。【结果】连作显著抑制了平邑甜茶幼苗的生长和根系构型。与连作土溴甲烷熏蒸、高温灭菌和麦田土处理相比,连作土处理9月份幼苗的鲜重分别减少了46.77%、46.50%和27.38%;株高分别减少了41.97%、41.95%和23.51%;根系面积分别减少了56.21%、55.72%和48.04%。与麦田土相比,连作改变了土壤微生物群落,增加了有害真菌数量,减少了细菌数量,降低了细菌/真菌比值。9月份连作土壤真菌数量是麦田土处理的1.76倍,细菌占麦田土的78.77%。连作减少了氮素对各器官的贡献率(NDff),显著低于连作土溴甲烷熏蒸、高温灭菌和麦田土处理。与连作土溴甲烷熏蒸、高温灭菌和麦田土处理相比,连作土处理9月份叶片组织的NDff分别减少了61.34%、58.65%、57.36%。同时,连作还影响氮素在植株各器官的分配。连作平邑甜茶根系分配了更多的^(15)N,9月份达到42.11%。而叶片组织的^(15)N分配率显著低于其他三个处理,并随着连作时间的延长,叶片组织的^(15)N分配率越少,9月份仅占29.25%。连作还减少了氮肥的利用率,显著低于正常水平。9月份连作土氮肥的利用率为13.33%,与连作土溴甲烷熏蒸、高温灭菌和麦田土处理相比,分别减少了67.19%、67.68%、60.39%。连作还影响了根系功能,与溴甲烷熏蒸、高温灭菌和麦田土处理相比,连作条件下幼苗的根系活力分别降低了39.71%、40.64%和26.80%;根系质膜H^+-ATP-ase活性分别减少了41.44%、38.24%、25.78%。【结论】土壤微生物是引起苹果连作障碍的主要因素,连作不仅抑制了植株生长和根系构型,还抑制了根系功能,减少对土壤氮素的吸收,降低氮肥的利用率,影响各器官氮素的分配。连作使根系消耗过多的营养,减少了对地上部分的供应,进而影响地上部分的生长和发育。

冻融对老龄苹果园土壤微生物数量及酶活性的影响

以山东蒙阴、莱州和栖霞3地老龄苹果园土壤为材料,分别在冬前和冬后采集0~30 cm(上层)与30~60 cm(下层)土层土样,探讨了冻融作用对老龄苹果园土壤微生物数量和酶活性的影响。结果显示:3地苹果园0~30 cm土层各理化性状均显著高于30~60 cm土层,其中速效钾含量差异最显著;冻融处理后,3地上下层土壤细菌、真菌和放线菌数量均显著性降低,且上层土壤降低最显著,其中蒙阴苹果园上层土壤细菌、真菌和放线菌分别降低了40.6%、43.6%和55.7%,3地上下层土壤细菌/真菌比值显著提高、尖孢镰孢菌基因拷贝数大幅下降;冻融处理后,3地上下层土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均有所降低,且表现出显著性差异,但三地上下层土壤CEC变化趋势不同,其中蒙阴苹果园上层CEC降低了41.7%,下层CEC提高了19.2%,栖霞苹果园则相反。综上,3地老龄苹果园土壤经过冻融处理后,显著降低了上下层土壤微生物数量,显著提高了上下层土壤细菌/真菌比值,优化了土壤微生物群落结构,有利于缓解苹果园连作障碍。

不同氮形态对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤尖孢镰孢菌数量的影响

【目的】研究盆栽条件下不同形态氮对苹果砧木—平邑甜茶幼苗生长以及对连作土壤微生物的影响,为连作建园时科学施肥、减轻苹果连作障碍提供依据。【方法】试验于2015年露地进行,以平邑甜茶幼苗为试材,以连作土为对照1(CK1)和溴甲烷熏蒸为对照2(CK2),设置施入铵态氮(T1)、硝态氮(T2)和酰胺态氮(T3)3个不同形态氮处理(N 180 mg/L),于2015年8月测定平邑甜茶生物量、光合参数和土壤微生物等相关指标。【结果】铵态氮(T1)和酰胺态氮(T3)处理均能明显提高连作条件下‘平邑甜茶’苹果幼苗的生物量,其中T1处理的株高、地径、鲜重、干重与CK1相比分别提高了35.3%、24.4%、42.0%、57.7%。添加3种形态氮素均可不同程度地提高平邑甜茶幼苗叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和根系呼吸速率,其中T1处理的Pn、Gs和根系呼吸速率分别比CK1提高了27.6%、35.6%、43.3%,却并未达到CK2的效果。实时荧光定量PCR结果表明,CK2尖孢镰孢菌的基因拷贝数降低最为明显,比CK1降低了52.6%,T1也有效地降低了尖孢镰孢菌的基因拷贝数,而T2和T3处理尖孢镰孢菌的基因拷贝数与CK1没有显著性差异。T-RFLP结果表明,T1和T3处理的真菌群落结构与CK1有明显差异,T1处理与CK2的真菌群落结构较为相似,T2处理的真菌群落结构与CK1较为相似。【结论】铵态氮处理可更好地提高连作平邑甜茶幼苗的生物量、净光合速率以及根系呼吸速率,降低土壤尖孢镰孢菌的基因拷贝数,明显改变连作土壤的真菌群落结构,可作为减轻苹果连作障碍的措施。

土层置换对连作土壤微生物及再植幼苗的影响

试验旨在探讨土层置换对连作再植幼苗生长及土壤微生物的影响,为老果园更新提供理论依据。以蒙阴、莱州和栖霞三地25年生苹果园土壤、平邑甜茶幼苗和苹果嫁接苗为试验材料,设置定植沟原位回填(CK)和上下土层置换(SLR)2个处理,测定不同处理对幼苗生物量、蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、土壤微生物数量和土壤阳离子交换量的影响,并使用实时荧光定量技术检测土壤中主要有害真菌的数量变化。结果表明,与定植沟原位回填(CK)处理相比,上下土层置换后,显著促进了再植幼苗的生物量;蒙阴9月数据结果表明,上层土置换到下层后(MSLRA),土壤真菌数量降低了28.1%,土壤细菌数量增加了38.1%;下层土置换到上层后(MSLRB),土壤真菌数量降低了37.1%,土壤细菌数量增加了31.3%,且土层置换处理后显著增加了三地果园各层土壤的细菌/真菌值,降低了土壤中4种有害镰孢菌的基因拷贝数,优化了土壤微生物群落结构;同时显著提高了植株叶片的蒸腾速率、净光合速率、胞间CO_(2)浓度和土壤阳离子交换量。综上,土层置换措施可有效减轻老龄苹果园连作障碍。

不同作物与再植苹果幼树混栽对再植植株及土壤环境的影响

【目的】以老龄苹果园土壤为对象,研究不同作物与再植苹果幼树混栽对再植植株及土壤环境的影响,筛选更有效的混栽作物以减轻苹果连作障碍,为老果园更新提供技术支持。【方法】试验设置老龄苹果园土对照(CK)、溴甲烷熏蒸老龄苹果园土(T1)、苹果幼树与葱混栽(T2)、苹果幼树与小麦混栽(T3)、苹果幼树与芥菜混栽(T4)共5个处理,测定不同处理对再植幼树地上部生物量、土壤酶活性、土壤微生物数量以及土壤中酚酸类物质含量的影响,采用qPCR技术检测老果园土壤中主要有害真菌拷贝数的变化。【结果】3种作物和苹果幼树的混栽均可显著增加苹果幼树的株高、地径、鲜重、干重、新稍平均长度和新梢总长,其中与葱混栽(T2)处理效果最好,其株高、地径、鲜重、干重、新稍平均长度和新梢总长分别是对照的1.12、1.31、1.71、1.65、1.25和2.09倍。与葱、小麦、芥菜3种作物混栽处理均可增加土壤细菌数量,减少土壤真菌的数量,其中与葱混栽较对照细菌数量增加了37.93%、真菌数量下降了41.33%,混栽小麦细菌总量增加了31.03%,混栽芥菜细菌总量增加了13.79%,混栽葱、小麦、芥菜使土壤细菌/真菌比值分别提高了135.11%、128.55%和89.66%;与老龄苹果园土对照(CK)相比,与葱混栽(T2)、与小麦混栽(T3)、与芥菜混栽(T4)处理的镰孢菌属基因拷贝数均有所降低,且表现出显著性差异,与葱混栽处理的串珠镰孢的数量降低了61.01%,尖镰孢的数量降低了37.11%,腐皮镰孢的数量降低了40.97%,层出镰孢的数量降低了53.11%;3种作物与苹果幼树混栽提高了土壤中主要酶的活性,其中混栽芥菜处理较对照脲酶活性提高最为明显,提高了44.59%;混栽小麦处理磷酸酶、蔗糖酶活性比对照分别提高了59.26%、50.37%;混栽葱、小麦、芥菜土壤中根皮苷的含量明显降低,分别降低了81.23%、20.56%、86.11%;与老果园土壤对照相比,混栽葱使土壤中酚酸类物质总量较对照降低了28.27%,与其他处理相比效果较好。【结论】混栽葱、小麦、芥菜3种作物对连作土壤环境和再植幼树生物量影响较大,3种作物与再植幼树混栽均能提高苹果幼树生物量,优化微生物群落结构,提高连作土壤主要酶活性,降低土壤中根皮苷含量,减轻苹果连作障碍。其中,与葱混栽效果最佳。

不同土壤质地对平邑甜茶幼苗连作障碍程度的影响

【目的】以平邑甜茶幼苗作为试材,研究不同土壤质地苹果园连作障碍发生程度及其差异机制,以便根据连作障碍可能发生的严重程度采用适宜的防治措施。【方法】取烟台莱州3种不同质地老果园土,在盆栽条件下设置连作砂壤土、连作壤土、连作黏壤土及各个质地土壤对应溴甲烷熏蒸处理,共6个处理,测定不同处理盆栽幼苗的生物量、土壤微生物数量、土壤酶活性、根系保护性酶活性、丙二醛(MDA)含量,使用实时荧光定量(qPCR)技术检测老果园土壤中主要有害真菌的数量变化。因3种土壤条件不同,故分别以3种土壤溴甲烷处理与各自连作处理上述指标的差异来表示连作障碍发生的程度,差异越大,连作障碍程度越严重。同时采用高效液相色谱法测定3种连作土壤中的酚酸类物质含量。【结果】与各自连作对照相比,黏壤土、砂壤土和壤土溴甲烷熏蒸处理植株干样质量分别提高了98.9%、87.9%和54.4%,说明黏壤土连作与溴甲烷处理差异最大,连作障碍程度最严重。与各自连作对照相比,黏壤土、砂壤土、壤土溴甲烷熏蒸处理植株的根系保护酶活性均显著提高,根呼吸速率显著增加,MDA含量明显降低。其中超氧化物歧化酶(SOD)活性分别是各自连作对照的2.63、1.80和1.53倍;过氧化物酶(POD)活性分别是连作的3.02、2.01和1.62倍,过氧化氢酶(CAT)活性分别是连作的3.25、2.61和2.11倍。黏壤土根系保护性酶差异最大,说明在连作黏壤土条件下,根系胁迫更严重。与各自连作对照相比,黏壤土、砂壤土、壤土溴甲烷熏蒸处理植株根呼吸速率分别提高了91.3%、69.4%和36.0%;MDA含量分别降低了51.3%、48.9%和33.1%。脲酶活性分别比连作降低了68.2%、64.2%和54.4%;磷酸酶活性分别比连作降低了25.6%、18.6%和8.18%。黏壤土、砂壤土和壤土溴甲烷熏蒸处理比各自连作对照真菌数量降低了85.8%、58.1%和72%,尖孢镰孢菌拷贝数比各自连作处理分别降低了87.5%、70.1%和66.3%,且连作黏壤土条件下尖孢镰孢菌拷贝数最多。连作条件下黏壤土的实测酚酸总量最高,为41.30 mg·kg^(-1)。【结论】3种不同土壤质地中,黏壤土酚酸类物质含量高、土壤中尖孢镰孢菌为主的有害真菌最多、根系胁迫最严重,最终表现为连作平邑甜茶幼苗与溴甲烷熏蒸处理的生物量差异最大,而壤土则相反。

高锰酸钾消毒后增施木霉菌肥对连作土壤微生物环境及再植平邑甜茶幼苗生长的影响

【目的】研究了连作苹果园土壤经高锰酸钾处理后增施木霉菌肥对连作土壤再植平邑甜茶幼苗及土壤微生物环境的影响,以期为减轻苹果连作障碍提供理论依据与技术支持。【方法】以盆栽苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材,以27年老龄苹果园土壤为对照(CK),设置木霉菌肥处理(T1)、高锰酸钾消毒处理(T2)以及高锰酸钾和木霉菌肥联用处理(T3),通过实时荧光定量(q-PCR)、末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)等技术研究了各处理对连作土壤微生物环境的影响,同时对平邑甜茶幼苗的生理特征、抗氧化酶活性以及光合相关参数进行了测定。【结果】木霉菌肥处理(T1)、高锰酸钾处理(T2)以及两者的联用处理(T3)均能促进平邑甜茶幼苗生长,其中以两者联用处理(T3)的促进效果最为显著。9月份取样分析结果表明,T3处理的平邑甜茶幼苗株高、地径、鲜质量、干质量分别比T1处理提高了34.0%、30.9%、34.9%、33.7%,比T2处理提高了22.5%、23.0%、21.7%、17.3%。同时T3处理平邑甜茶幼苗的根呼吸速率、SOD、POD、CAT活性、光合作用强度相比T1、T2处理也有了显著提高。此外,T3处理还更好地优化了土壤微生物环境,具体表现为T3尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、层出镰孢菌(Fusarium proliferatum)基因拷贝数分别较CK降低了69.7%、64.4%,明显优于T2处理的50.0%、49.7%以及T1处理的29.8%、29.3%。T-RFLP图谱的主成分分析(PCA)发现,T3处理最大程度地改变了连作土壤真菌群落结构,更有利于减轻苹果连作障碍。【结论】高锰酸钾与木霉菌肥联用能更好地降低苹果连作土壤中致病真菌数量,改变连作土壤真菌群落结构,提高平邑甜茶幼苗抗氧化酶活性,促进平邑甜茶幼苗的生长。

普通青霉D12和罗伊氏乳杆菌发酵产物促进平邑甜茶幼苗生长和连作土壤生物环境改善

【目的】研究普通青霉D12和罗伊氏乳杆菌及其混合发酵产物对苹果幼苗生长及土壤环境的影响,为缓解苹果连作障碍提供绿色生防措施。【方法】以32年苹果园土和平邑甜茶幼苗为试材进行盆栽试验。普通青霉D12 (R1)和罗伊氏乳杆菌(R2)活化后制成活菌数分别≥2×109 CFU/mL和≥3×109 CFU/mL的发酵产物。盆栽试验设置了4个处理:不加菌对照(CK)、普通青霉D12发酵产物处理(R1)、罗伊氏乳杆菌发酵产物处理(R2)及以上两种发酵产物1∶1混合处理(R3)。施用发酵产物后38、69和100天,测定了植株生物量、根系呼吸速率、土壤酶活性和土壤微生物等指标。【结果】3个发酵产物处理均促进了平邑甜茶幼苗的生长,促进效果表现为R3>R1>R2>CK。施用发酵产物后第100天,R3处理幼苗的株高、地径、鲜重、干重、根系呼吸速率与对照相比分别增加了7.7%、17.4%、50.82%、37.5%、17.04%。3个发酵产物处理不同程度地增加了土壤酶活性,R3处理第100天,土壤中脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性与对照相比分别增加了66.67%、34.24%、25.49%。3个发酵产物处理促进了平邑甜茶幼苗根系抗氧化酶活性,促进效果以R3处理最好,在其处理的第100天,幼苗的SOD、POD和CAT活性与对照相比分别增加了29.19%、92.62%和39.59%。PCoA分析和聚类分析结果表明,施用发酵产物后连作土壤真菌群落变化较大,且单一发酵产物处理(R1和R2)与混合发酵产物处理(R3)对连作土壤真菌群落结构的影响是不同的。施用发酵产物后,土壤中可培养细菌数量增加,可培养真菌数量降低,发酵产物混合处理(R3)土壤中的腐质霉属(Humicola)、被孢霉属(Mortierella)的相对丰度分别增加了73.61%、137.72%,镰孢菌属(Fusarium)、链格孢属(Alternaria)的相对丰度分别降低了52.48%、73.35%。相关性分析结果表明平邑甜茶生物量、根系呼吸速率和根酶活性与土壤脲酶活性存在极显著正相关,地径与真菌数量、镰孢菌属、链格孢属和枝孢菌属存在极显著负相关。【结论】施用普通青霉和罗伊氏乳杆菌发酵产物能够促进平邑甜茶幼苗生长,提高根系呼吸速率及SOD、POD和CAT活性,提高土壤酶活性,并改善连作土壤微生物群落结构,可作为防控苹果连作障碍的绿色有效措施。

贝莱斯芽孢杆菌XC1对苹果连作土壤酚酸含量及平邑甜茶幼苗生长的影响

以拟南芥、平邑甜茶幼苗为试材,研究了本实验室分离鉴定的拮抗菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) XC1对连作土壤酚酸类物质含量及植株生长的影响。结果表明:室内试验贝莱斯芽孢杆菌XC1可促进拟南芥侧根发根,同时对较高浓度根皮苷的降解率达51.6%。盆栽试验贝莱斯芽孢杆菌XC1显著降低苹果连作土壤酚酸类物质的含量,增加了连作土壤再植平邑甜茶幼苗根系抗氧化酶活性、叶片叶绿素含量及光合参数,进而促进了平邑甜茶幼苗生长。因此,贝莱斯芽孢杆菌XC1除具有已知的拮抗作用外,还具有促生和降解酚酸的功能,其可作为减轻苹果连作障碍的有效措施。

残次苹果发酵产物对连作土壤环境及‘平邑甜茶’幼苗生长的影响

在盆栽条件下,研究残次苹果发酵产物对连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响,为减轻苹果连作障碍提供理论依据。试验以连作土壤为对照(CK),设置溴甲烷灭菌连作土壤(T1)、连作土壤施加苹果发酵产物(T2)、连作土壤施加灭菌苹果发酵产物(T3)处理,测定了土壤和平邑甜茶幼苗的相关指标。结果表明:T1、T2、T3能显著促进平邑甜茶幼苗的生长,其中以T1和T2的效果较好,其根系呼吸速率、株高、地径、鲜质量、干质量分别比CK提高了107.3%、50.6%、42.4%、171.7%、225.3%和104.4%、50.6%、42.3%、171.8%、225.5%。T2和T3提高了连作土壤中养分转化相关酶的活性,过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性分别比CK提高了44.5%、169.5%、23.4%、169.3%和23.7%、72.6%、1.5%、121.5%;T1处理的过氧化氢酶和蔗糖酶活性与CK无显著差异,脲酶和中性磷酸酶活性分别降低了40.8%和41.6%。T2土壤铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量分别较CK提高了18.6%、50.6%、14.0%和36.7%;T3只提高了速效氮的含量,铵态氮和硝态氮含量分别提高了7.0%和23.6%;T1与CK相比速效养分含量有所降低。T1和T2显著降低了土壤放线菌和真菌数量,增加了细菌数量;T3处理的细菌、放线菌和真菌数量均较CK显著降低。实时荧光定量PCR分析发现,T1、T2和T3处理的层出镰孢菌、串珠镰孢菌、腐皮镰孢菌和尖孢镰孢菌基因拷贝数均较CK有不同程度的降低。表明苹果发酵产物处理能抑制连作土壤病原菌,改善土壤环境,促进平邑甜茶幼苗生长,可作为一种减轻苹果连作障碍的方法。

晶体石硫合剂熏蒸对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响

以盆栽平邑甜茶幼苗为试材,研究了不同浓度晶体石硫合剂(0、0.5、1.0和2.0 g·kg^-1)熏蒸对连作土壤微生物环境及再植平邑甜茶幼苗生长的影响。结果表明:1.0 g·kg^-1晶体石硫合剂熏蒸可显著降低连作土壤中有害真菌尖孢镰孢菌数量,优化土壤微生物群落结构,并提高了连作土壤再植平邑甜茶幼苗根系抗氧化酶活性和叶片光合色素含量,有效缓解了因连作障碍引起叶片光合速率等参数的下降。因此,1.0 g·kg^-1的晶体石硫合剂熏蒸可作为减轻苹果连作障碍的有效措施。

黄腐酸微生物菌剂对连作平邑甜茶光合特性的影响

以盆栽平邑甜茶(Malus hupehensis)幼苗为试材,设置不同黄腐酸微生物菌剂浓度(0、5、10、15 g·kg^(-1)),测定幼苗生物量、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数,探讨不同浓度的黄腐酸微生物菌剂对连作平邑甜茶幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,连作土壤中添加10 g·kg^(-1)黄腐酸微生物菌剂可显著促进平邑甜茶幼苗的生长,提高根系抗氧化酶活性和叶片叶绿素含量;黄腐酸微生物菌剂能有效缓解因连作障碍引起的叶片净光合速率(P_n)、最大光能转化效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSII))、光化学淬灭系数(q_P)、单位面积有活性反应中心数量(RC/CS_m)等光合和荧光参数的下降,改变OJIP曲线形状。综上,适宜浓度的黄腐酸微生物菌剂能显著提高叶绿素含量和P_n,改善平邑甜茶幼苗叶片的能量分配,减轻连作障碍对平邑甜茶幼苗叶片光系统II(PSII)的破坏,促进幼苗生长。

添加适宜氮磷对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤环境的影响

以盆栽平邑甜茶幼苗为试验材料,设置连作土对照(CK)、单施氮肥(N)、施氮磷肥(NP)和单施磷肥(P)4个处理,探讨氮磷添加对连作平邑甜茶幼苗及土壤环境的影响。结果表明,与对照相比,施NP显著促进了平邑甜茶幼苗株高、地径、干重和鲜重的增加,分别为对照的1.58倍、1.38倍、2.48倍和2.6倍;显著提高了根系长度,为对照的2.51倍;提高了平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率和根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,分别为对照的1.92倍、1.26倍、2.69倍、3.23倍;同时提高了土壤细菌/真菌比值和土壤主要酶活性。综上所述,连作土中添加适宜氮磷可显著改善连作土壤环境,促进根系生长,最终减轻苹果连作障碍现象。