胡 棟， 屈雅莉， 張翠綿， 賈 楠， 李洪濤， 王占武

河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所，河北省植物轉(zhuǎn)基因中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（石家莊），石家莊 050051

河北趙縣是著名的梨樹之鄉(xiāng)，趙州雪梨被命名為地域名牌產(chǎn)品。目前，全縣梨樹的種植面積達(dá)1.67萬hm2，30年以上的老梨區(qū)占70%以上。多年來，由于不合理施肥用藥，土壤的綜合肥力逐年下降，普遍出現(xiàn)樹勢(shì)下降、病弱樹逐年增多現(xiàn)象，年病死率達(dá)1%～3%，果實(shí)品質(zhì)下降，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降，嚴(yán)重影響著梨區(qū)的持續(xù)發(fā)展和梨農(nóng)的增收。施用有機(jī)肥、生物有機(jī)肥是恢復(fù)土壤肥力和生態(tài)平衡的重要措施之一［1，2］。河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所經(jīng)多年研究，成功研發(fā)了以多功能鏈霉菌TOR3209為核心的生物有機(jī)肥，具有顯著促生、降解根系毒素、預(yù)防土傳病害等功能。2010-2012年連續(xù)3年在趙縣梨樹老區(qū)的20個(gè)農(nóng)戶的果園進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，以明確該產(chǎn)品對(duì)恢復(fù)老梨樹的長勢(shì)及改善果實(shí)品質(zhì)的效果，為生物有機(jī)肥在梨樹老區(qū)上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

TOR3209生物有機(jī)肥，由河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所研制并提供。供試?yán)鏄淦贩N為黃冠。試驗(yàn)地點(diǎn)為河北省趙縣謝莊鄉(xiāng)和高莊鄉(xiāng)的老梨區(qū)，樹齡25年以上，行株距為5m×4m。

1.2 試驗(yàn)設(shè)置

試驗(yàn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組2個(gè)處理，實(shí)驗(yàn)組施用多功能生物有機(jī)肥，對(duì)照施用未添加功能菌的有機(jī)肥載體，其他管理措施均相同。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)排列，每個(gè)小區(qū)3行，共30棵樹。

每年施肥兩次，分別在落葉前（10月中下旬）和開花前（4月初）各施肥一次；每棵樹施肥5kg，于樹冠垂直投影處開圓形溝施肥，溝深約20cm，生物肥與根系周圍土壤混合均勻后添埋。其他管理同常規(guī)措施，在整個(gè)生長周期，每棵樹施用含氮磷鉀45%的復(fù)合肥3kg，澆水約5次。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與分析

在果實(shí)采摘期，分別采集梨樹的葉片、果實(shí)和根際土壤。葉片和果實(shí)分別采摘于樹冠外圍的上、中、下三個(gè)不同部位，每個(gè)部位隨機(jī)采10片（個(gè)）。每個(gè)處理隨機(jī)采10棵樹。根際土壤采集于梨樹根系周圍1cm范圍的根際土壤，采用五點(diǎn)取樣法。

1.3.1 葉片生理指標(biāo)的測(cè)定 葉片厚度采用游標(biāo)卡尺測(cè)量法，每10片葉疊放后一并測(cè)量；葉片生物量采用稱量法，分別測(cè)鮮重和干重，葉片干燥采用45℃烘箱烘干；葉片葉綠素總含量采用丙酮提取方法，用美譜達(dá)UV3200分光光度計(jì)測(cè)定，3次重復(fù)，計(jì)算平均值。

1.3.2 果實(shí)生理生化指標(biāo)的測(cè)定 果實(shí)硬度使用硬度計(jì)測(cè)量；可滴定酸含量采用酸堿中和滴定法測(cè)定；可溶性固形物（Tss）含量用手持型折光儀測(cè)量。

1.3.3 根際土壤和根內(nèi)可培養(yǎng)細(xì)菌的檢測(cè) 采用改良的NA培養(yǎng)基分離根際土壤和根內(nèi)的細(xì)菌，28℃培養(yǎng)48～72h，挑取不同形態(tài)的菌株并純化，利用細(xì)菌通用引物27F、1492R擴(kuò)增細(xì)菌16SrDNA并測(cè)序，通過BlastN比對(duì)得到細(xì)菌種屬信息，對(duì)不同處理下所得可培養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行比對(duì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 多功能鏈霉菌生物肥對(duì)黃冠梨葉片生物量及生理指標(biāo)的影響

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用TOR3209生物有機(jī)肥處理后，梨樹的長勢(shì)明顯得到恢復(fù)，表現(xiàn)為根系發(fā)達(dá)、毛細(xì)根明顯增多、葉片面積增大、顏色由黃轉(zhuǎn)綠且有光澤。檢測(cè)結(jié)果表明（表1），葉片厚度、葉片葉綠素含量分別提高11.4%和14.6%，葉片鮮重和干重分別提高25.9%和14.6%，且均達(dá)到顯著性差異（P＜0.05）。說明經(jīng)生物有機(jī)肥處理后，梨樹的樹勢(shì)得到恢復(fù)，葉片生物量和葉綠素含量的提高非常有利于光合產(chǎn)物的合成，為樹體營養(yǎng)物質(zhì)的積累和果實(shí)品質(zhì)的改善奠定了生物基礎(chǔ)。

表1 TOR3209生物有機(jī)肥對(duì)黃冠梨葉片厚度及生物量的影響 Table 1 Effect of TOR3209biological organic fertilizer on leaf thickness and biomass of pear.

2.2 多功能鏈霉菌生物肥對(duì)果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

由表2可見，經(jīng)生物有機(jī)肥處理的梨果實(shí)的硬度提高了10.8%，這很有利于果實(shí)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸；可溶性固形物含量提高6.3%，果實(shí)的口感和風(fēng)味改善明顯；可滴定酸提高6.4%，有利于果實(shí)保鮮和維生素C的保存。經(jīng)果園實(shí)地測(cè)產(chǎn)，增產(chǎn)幅度在3%～10%。試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)，經(jīng)TOR3209生物有機(jī)肥處理的弱樹，樹體樹勢(shì)恢復(fù)明顯，一般1～2年后可重新掛果。

表2 TOR3209生物有機(jī)肥對(duì)梨果實(shí)品質(zhì)的影響 Table 2 Effect of TOR3209biological organic fertilizer on fruit quality of pear.

2.3 多功能鏈霉菌生物肥對(duì)梨樹根際細(xì)菌數(shù)量和群體結(jié)構(gòu)的影響

由表3可見，用生物有機(jī)肥處理的根際土壤細(xì)菌數(shù)量為10種，對(duì)照只有6種，其中木糖氧化無色小桿菌、突尼斯葉桿菌、松柏假單胞菌、變金黃節(jié)桿菌4種細(xì)菌在對(duì)照根際土壤中都沒有出現(xiàn)，推測(cè)這幾種細(xì)菌可能在根際土壤生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用。根際土壤較高的細(xì)菌生物多樣性和更優(yōu)的菌群結(jié)構(gòu)，保證了土壤較高的系統(tǒng)生產(chǎn)力。

2.4 多功能鏈霉菌生物肥對(duì)梨樹根系內(nèi)生細(xì)菌數(shù)量和群體結(jié)構(gòu)的影響

從根系可培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌種群和數(shù)量的檢測(cè)結(jié)果可見（表4），經(jīng)生物有機(jī)肥處理后，根系內(nèi)生細(xì)菌數(shù)量顯著上升，達(dá)到極顯著差異（P＜0.01）。生物有機(jī)肥處理的根系內(nèi)生可培養(yǎng)細(xì)菌種類為6種，而對(duì)照只有巨大芽胞桿菌1種。

表3 TOR3209生物有機(jī)肥對(duì)根際土壤細(xì)菌群落種類和數(shù)量的影響 Table 3 Effect of TOR3209biological organic fertilizer on type and quantity of rhizosphere bacteria.

表4 TOR3209生物有機(jī)肥對(duì)梨根系內(nèi)生細(xì)菌種類和數(shù)量的影響 Table 4 Effect of TOR3209biological organic fertilizer on type and quantity of endophytic bacteria of root.

3 討論

2010-2012年連續(xù)3年在老梨區(qū)黃冠梨上的施肥試驗(yàn)表明，TOR3209生物有機(jī)肥能顯著恢復(fù)老梨樹的長勢(shì)，再生根和毛細(xì)根數(shù)量顯著增多；葉片厚度和葉片生物量明顯提高，葉綠素含量提高14.6%，葉片干生物量提高14.6%，為樹體營養(yǎng)物質(zhì)的積累和果實(shí)品質(zhì)的改善奠定了生物基礎(chǔ)；果實(shí)品質(zhì)顯著改善，可溶固形物含量提高6.3%，硬度提高10.8%，有利于果實(shí)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，其效果與葉面噴施沼液［3］或土施硼肥和鉀肥［4］的效果相當(dāng)，也與生物菌肥在番茄上的效果一致［5］。同時(shí)我們觀察到，經(jīng)生物有機(jī)肥處理的根際土壤和根系內(nèi)生可培養(yǎng)細(xì)菌的多樣性顯著提高。由于長期施用化肥會(huì)嚴(yán)重影響土壤微生物區(qū)系，細(xì)菌多樣性會(huì)嚴(yán)重下降，這也是土壤退化的重要原因，而施用TOR3209生物有機(jī)肥則可以改變這一局面，使土壤生態(tài)得到修復(fù)，進(jìn)一步改善根內(nèi)細(xì)菌的結(jié)構(gòu)，從而有利于樹體的生長。

目前，在老梨區(qū)普遍發(fā)生弱樹、病樹甚至死樹現(xiàn)象，表現(xiàn)為根系腐爛或枯萎，葉片變小、變黃，生產(chǎn)上大部分采用輸液、施用微量元素肥等方法，雖然癥狀有些改善，但仍然不能改善根系的發(fā)育，使?fàn)I養(yǎng)和水分的輸送仍然不能得到根本改善，本試驗(yàn)證明，采用生物有機(jī)肥則可以通過對(duì)土壤生態(tài)的修復(fù)，恢復(fù)根系的長勢(shì)和活力，從根本上改變這一現(xiàn)象。TOR3209生物有機(jī)肥在老梨區(qū)的應(yīng)用效果十分顯著，值得推廣和應(yīng)用。

通過對(duì)菌株TOR3209的全基因組序列分析，結(jié)果表明，該菌株具有多種活性物質(zhì)的合成途徑以及多條芳烴類物質(zhì)的降解途徑［6］，本試驗(yàn)結(jié)果支持了這一結(jié)論，但是，鏈霉菌TOR3209的生理生化功能以及對(duì)退化土壤修復(fù)的作用機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

［1］ 陳 謙，張新雄，趙 海，等.生物有機(jī)肥中幾種功能微生物的研究及應(yīng)用概況［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2010，16（2）：294-300.

［2］ 張余莽，周海軍，張景野，等.生物有機(jī)肥的研究進(jìn)展［J］.吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，35（3）：37-40.

［3］ 郝少彥，尹淑麗，黃亞麗，等.葉面噴施沼液對(duì)黃冠梨品質(zhì)和產(chǎn)量的影響［J］.中國果樹，2012，（1）：24-26.

［4］ 張 媛，張玉星，王國英.土施硼肥和鉀肥對(duì)黃冠梨果實(shí)品質(zhì)的影響［J］.中國果樹，2012，（9）：32-34.

［5］ 孫佳瑞，胡 棟，張翠綿，等.鏈霉菌S506對(duì)番茄生長和冷害生理生化的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012 ，28（31）：167-171.

［6］ Hu D，Li X Z，Chang Y L，et al..Genome sequence of Streptomyces sp.strainTOR3209，a rhizosphere microecology regulator isolated from tomato rhizosphere［J］.J.Bacteriol.，2012，194（6）：1627.