王裔娜，米國(guó)全，史艷艷，韓婭楠，程志芳，王晉華

（河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，河南 鄭州 450002）

近年來(lái)，隨著設(shè)施蔬菜規(guī)?；?、專業(yè)化的不斷發(fā)展，作為較高經(jīng)濟(jì)效益的茄果類作物備受歡迎。番茄（Lycopersicon esculentumMill.）是我國(guó)栽培面積較大的蔬菜作物，隨著設(shè)施蔬菜的發(fā)展，番茄生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了周年生產(chǎn)和均衡供應(yīng)；但由于栽培種類單一且連年種植，致使連作障礙問(wèn)題日益突出。國(guó)內(nèi)外對(duì)蔬菜的連作障礙問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究，有研究表明，連作致使土壤理化性狀變劣、養(yǎng)分比例失調(diào)、病原微生物增多、生產(chǎn)性能降低、作物產(chǎn)量品質(zhì)降低，連作土壤的微生物種群結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，主要微生物數(shù)量和土壤酶活性不同程度地下降[1-4]。這嚴(yán)重影響了番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，從而導(dǎo)致大幅減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，嚴(yán)重制約了設(shè)施番茄栽培的可持續(xù)發(fā)展。

番茄保護(hù)地中常見(jiàn)的土傳病害主要有：枯萎?。‵usarium wilt）、菌核?。⊿clerotiniose）、疫?。‥pidemic disease）、黑點(diǎn)根腐?。∕onosporascus）、潰瘍?。˙acterial canker）、青枯病（Bacterial wilt）、根結(jié)線蟲(chóng)病（Root-knot nematode disease）、莖基腐病（Crown rot）。其中青枯病和潰瘍病是細(xì)菌性土傳病害，根結(jié)線蟲(chóng)病由根結(jié)線蟲(chóng)危害造成，其他幾種屬于真菌性土傳病害[5-6]。

土壤熏蒸方法是用于控制土傳病蟲(chóng)害的有效方法，能夠極大程度上殺死病原微生物，但也會(huì)對(duì)有益微生物群的組成與活性造成影響[7]。用熏蒸劑處理土壤能夠影響土壤中微生物的數(shù)量，細(xì)菌和放線菌的數(shù)量大多呈先抑制后激活狀態(tài)，而真菌大多表現(xiàn)為長(zhǎng)期抑制狀態(tài)[8]。

大量研究結(jié)果表明，微生物肥料具有高效率、無(wú)毒害、無(wú)污染等特點(diǎn)[9]，不但能減少農(nóng)產(chǎn)品污染，而且能改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)[10-11]。生物菌肥可在一定程度上改善連作作物土壤環(huán)境、促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育[12-14]。隨著菜農(nóng)對(duì)生物菌肥認(rèn)識(shí)的提高，生物菌肥在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。用生物肥蘸根不僅有促進(jìn)蔬菜根系生長(zhǎng)的作用，而且對(duì)抑制蔬菜根部病害的發(fā)生也有良好效果，同時(shí)可以在一定程度上提高蔬菜的產(chǎn)量。

科學(xué)的種植模式和種植制度可以改善土壤的微生物區(qū)系，為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)防治設(shè)施蔬菜連作障礙、實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜可持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義[15]。生產(chǎn)中緩解土傳病害的方式有很多，本研究以常用土壤熏蒸劑及生物菌肥的配套使用對(duì)日光溫室番茄土壤微生物量及產(chǎn)量的影響進(jìn)行一系列試驗(yàn)，以尋求最佳搭配。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試熏蒸劑：豐收42%威百畝水劑（沈陽(yáng)豐收農(nóng)藥有限公司）、壟鑫98%棉?。贤ㄊ鸦び邢薰荆⑺{(lán)白黑石灰氮顆粒劑（寧夏藍(lán)白黑化工股份有限公司）。

供試菌肥：ETS復(fù)合微生物肥料（ETS天津生物科技發(fā)展有限公司）、金匯農(nóng)業(yè)生物菌肥（河南金匯農(nóng)業(yè)科技有限公司）。

供試土壤：河南省駐馬店市汝南縣老君廟鄉(xiāng)余子河村胡莊日光溫室土壤。

供試番茄：圣羅蘭3689。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年7月—2017年5月在駐馬店市汝南縣老君廟鄉(xiāng)余子河村胡莊日光溫室內(nèi)進(jìn)行，溫室面積為1334 m2。試驗(yàn)共設(shè)9個(gè)處理，按不同土壤熏蒸劑搭配不同菌肥施用，分為：處理1—威百畝、處理2—棉隆、處理3—石灰氮、處理4—威百畝+金匯、處理5—威百畝+ETS、處理6—棉隆+金匯、處理7—棉隆+ETS、處理8—石灰氮+金匯、處理9—石灰氮+ETS，以處理前即不施用任何熏蒸劑及生物菌肥的土壤為空白對(duì)照（CK），其中處理4～9中生物菌肥是在施用土壤熏蒸劑的基礎(chǔ)上施用，即與處理1～3相結(jié)合。處理1～3重復(fù)6次，處理4～9重復(fù)3次，小區(qū)面積34 m2。番茄于2016年9月10日定植，栽培管理措施同常規(guī)，2017年5月28日拉秧。土壤熏蒸劑于2016年7月23日施用，菌肥于2016年8月26日施用，具體施用方法如下。

壟鑫98%棉隆：每小區(qū)施用1360 g。施藥前先松土，然后澆水濕潤(rùn)土壤，并保濕5～7 d；施藥后馬上混勻土壤，深度為30 cm；混土后再次澆水，濕潤(rùn)土壤，澆水后立即覆以不透氣塑料膜用新土密封，避免棉隆氣體泄漏。

藍(lán)白黑石灰氮顆粒劑：每小區(qū)施用3978 g。將稻殼與適量石灰氮顆粒劑均勻撒于土壤表面，旋耕土壤，使石灰氮顆粒劑與稻殼和土壤混合均勻；起壟，地表覆膜，然后膜下澆透水；密封棚膜，悶棚15～20 d，悶棚期間保持棚內(nèi)溫度≥45 ℃，土壤濕度≥60%；悶棚結(jié)束后，再次旋耕疏松土壤，待土壤晾透1～2 d即可定植。

ETS復(fù)合微生物肥料：加適量水稀釋后隨灌溉水沖施，以沖勻整個(gè)地塊為準(zhǔn)，每小區(qū)首次施用28.57 kg，每隔15～20 d施用1次，用量減半。

金匯農(nóng)業(yè)生物菌肥：每小區(qū)施用8741 g，作為基肥一次性施入。

1.3 土壤樣品采集及處理

樣品分別在土壤熏蒸劑處理前（2016年7月13日）、土壤熏蒸處理后、施用菌肥前（2016年8月16日）、施用菌肥后結(jié)果盛期（2017年3月16日）、結(jié)果后期有輕微發(fā)病征兆時(shí)（2017年4月21日）采集，共4次取樣。采用隨機(jī)布點(diǎn)法，每個(gè)小區(qū)取5點(diǎn)，采集時(shí)除去地面雜質(zhì)，鏟除1 cm左右表土，在番茄根際土層深度0～20 cm處取樣，按四分法取適量土樣，混勻后裝入保鮮袋。運(yùn)輸時(shí)避免高溫和物理壓實(shí)，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后于4 ℃冰箱內(nèi)低溫保存。試驗(yàn)前需將采集的土樣迅速過(guò)2 mm篩，去除植物殘?bào)w及其他土壤雜質(zhì)。

1.4 土壤含水量的測(cè)定

采用烘箱法測(cè)定。稱取10 g鮮土樣，放入烘箱內(nèi)120 ℃烘烤至恒重。根據(jù)土樣烘烤時(shí)失去的質(zhì)量來(lái)計(jì)算土壤的水分含量。

1.5 土壤微生物量的測(cè)定

采用密閉靜室堿液吸收法測(cè)定[16]。每個(gè)處理5個(gè)樣品中隨機(jī)抽取3個(gè)樣品。每個(gè)樣品稱取相當(dāng)于10 g烘干土的濕土，放入擴(kuò)散皿外室中，設(shè)4種處理：a.不加誘導(dǎo)物質(zhì)，b.加入葡萄糖，c.葡萄糖+鏈霉素（抑制細(xì)菌），d.葡萄糖+放線菌酮（抑制真菌）。葡萄糖、放線菌酮和鏈霉素用量分別為每克濕土6、8、6 mg，用前按1︰4的質(zhì)量比與滑石粉研細(xì)混勻，與土壤充分混合。擴(kuò)散皿內(nèi)室中加入0.1 mol/L NaOH 5 mL，蓋上蓋子，同時(shí)做無(wú)土對(duì)照試驗(yàn)。在25 ℃下恒溫培養(yǎng)24 h后，向擴(kuò)散皿內(nèi)室堿液中滴加酚酞指示劑，用0.1 mol/L HCl滴定至顏色消失，記錄HCl消耗量。按每消耗1 mL 0.1 mol/L NaOH相當(dāng)于2.2 mg CO2，求出對(duì)照與各處理所消耗的HCl數(shù)量之差，計(jì)算土壤中真菌和細(xì)菌呼吸強(qiáng)度（BR），以吸收的CO2量（μg/（h·g））來(lái)表示，并計(jì)算真菌和細(xì)菌的生物量比例（公式中的字母表示不同處理的土壤中微生物的呼吸強(qiáng)度值）。

真菌的生物量比例：（b-c）/（b-a）×100%；

細(xì)菌的生物量比例：（b-d）/（b-a）×100%。

1.6 番茄產(chǎn)量的測(cè)定

從始收期（2017年2月3日）到拉秧期（2017年5月28日）分別測(cè)定每個(gè)小區(qū)的番茄產(chǎn)量，每個(gè)處理的產(chǎn)量為3次重復(fù)的平均值，并折算出667 m2產(chǎn)量。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

為便于更為直觀和簡(jiǎn)潔地了解各土壤處理組合對(duì)土壤中微生物的呼吸強(qiáng)度和生物量的綜合影響效果，采用灰色關(guān)聯(lián)理論，就不同組合處理對(duì)土壤微生物環(huán)境的影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。以番茄結(jié)果后期（2017年4月21日）土壤數(shù)據(jù)與番茄總產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析。采用SPSS 17.0結(jié)合Microsoft Excel 2003做數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤熏蒸劑及不同生物菌肥對(duì)土壤微生物量的影響

2.1.1 施用菌肥前不同土壤熏蒸劑處理對(duì)土壤微生物量的影響

從表1可以看出：真菌呼吸強(qiáng)度中，CK與處理1、2、3都具有顯著差異。處理1呼吸強(qiáng)度最高，其余依次為處理2、3和CK。真菌的生物量比例中，CK的真菌生物量比例最大（77%），其余依次為處理1、2、3，分別比CK低了62.34%、67.53%、80.52%。處理3真菌生物量比例顯著低于CK及處理1。這表明處理3石灰氮熏蒸劑對(duì)土壤真菌呼吸強(qiáng)度及生物量比例的抑制作用最明顯。

表1 施用菌肥前不同土壤熏蒸劑處理對(duì)土壤微生物量的影響

細(xì)菌呼吸強(qiáng)度中，C K與處理1、2、3都具有顯著差異。處理1細(xì)菌呼吸強(qiáng)度最高，達(dá)46.87 μg/（h·g）；處理3低于處理2，但相互之間無(wú)顯著差異，且都顯著低于處理1。細(xì)菌的生物量比例中，CK與處理1、2、3都具有顯著差異，生物量比例達(dá)99%。處理3生物量比例最低，為43%，顯著低于處理2，與處理1無(wú)顯著差異。表明處理3對(duì)細(xì)菌抑制效果最好。

2.1.2 不同土壤熏蒸劑加生物菌肥對(duì)番茄結(jié)果盛期土壤微生物量的影響

從表2可以看出：真菌呼吸強(qiáng)度中，CK顯著低于各處理。處理8真菌呼吸強(qiáng)度最高，為61.48 μg/（h·g），其余依次為處理4、7、9、6、5、CK。這表明處理5（威百畝+ETS）對(duì)土壤真菌的呼吸作用抑制最明顯。真菌的生物量比例中，處理4、6顯著低于CK、處理5、7、9，且處理4生物量比例僅為1%。這表明處理4（威百畝+金匯）對(duì)土壤真菌生物量的抑制作用最顯著。

細(xì)菌呼吸強(qiáng)度中，CK顯著低于其他各處理。處理8呼吸強(qiáng)度最高，顯著高于其他處理；除CK外，處理5呼吸強(qiáng)度最低，為31.35 μg/（h·g）。表明處理5（威百畝+ETS）對(duì)土壤細(xì)菌的呼吸作用抑制最明顯。細(xì)菌的生物量比例中，CK比例最大，且顯著高于其他處理。施用熏蒸劑及生物菌肥后，以處理8生物量比例最小，顯著低于處理5，與其余處理無(wú)顯著差異。表明處理8（石灰氮+金匯）對(duì)土壤細(xì)菌生物量的抑制作用最好。

2.1.3 不同土壤熏蒸劑加生物菌肥對(duì)番茄結(jié)果后期土壤微生物量的影響

由表3可知，在真菌呼吸強(qiáng)度中，CK顯著低于所有處理。處理4呼吸強(qiáng)度最高，其余依次為處理7、5、9、8、6、CK。除CK外，處理6真菌呼吸強(qiáng)度顯著低于其他各處理，為36.06 μg/（h·g）。這表明處理6（棉隆+金匯）對(duì)土壤真菌的呼吸作用抑制最顯著。真菌的生物量比例中，CK比例最大，其余依次為處理5、6、7、4、9、8，分別比CK低了75.32%、76.62%、85.71%、85.71%、87.01%、96.10%；處理8真菌的生物量比例最小，且顯著低于處理5及處理6。這表明處理8（石灰氮+金匯）對(duì)土壤真菌生物量的抑制作用最顯著。

細(xì)菌呼吸強(qiáng)度中，處理4最大；除CK外，處理6呼吸強(qiáng)度最低，為44.79 μg/（h·g），顯著低于處理4、5、7、9。這表明處理6（棉隆+金匯）對(duì)土壤細(xì)菌的呼吸作用抑制最顯著。細(xì)菌的生物量比例中，CK數(shù)值最大，處理4、5、6、9、7、8分別比CK低了65.66%、67.68%、68.69%、69.70%、98.99%、98.99%；處理7、8生物量比例最低，均為1%，顯著低于其他處理（表3）。這表明處理7及處理8對(duì)土壤細(xì)菌生物量的抑制作用較顯著。

表2 不同土壤熏蒸劑加生物菌肥對(duì)番茄結(jié)果盛期土壤微生物量的影響

表3 不同土壤熏蒸劑加生物菌肥對(duì)番茄結(jié)果后期土壤微生物量的影響

2.2 多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)取值依據(jù)分別以表1和表2所示的數(shù)據(jù)（真菌的呼吸強(qiáng)度、生物量比例，細(xì)菌的呼吸強(qiáng)度、生物量比例）為準(zhǔn)，并就不同組合處理對(duì)土壤生物環(huán)境因素的綜合影響結(jié)果進(jìn)行排序，排序序號(hào)越大，表明該處理對(duì)土壤生物因素的影響越不利。從排序結(jié)果（表4）可以看出，處理4最佳，處理5最差。

表4 不同組合處理對(duì)土壤微生物綜合影響的加權(quán)關(guān)聯(lián)度及排序

2.3 不同土壤熏蒸劑加生物菌肥對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

不同土壤熏蒸劑加生物菌肥對(duì)番茄產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖1，其中處理4產(chǎn)量最高，與處理7無(wú)顯著差異，但顯著高于其他處理；然后依次為處理7、6、5、8、9。這表明處理4（威百畝+金匯）對(duì)番茄產(chǎn)量的提高效果最好。

圖1 不同土壤熏蒸劑加生物菌肥對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

2.4 不同測(cè)定指標(biāo)間相關(guān)性分析

各土壤處理組合對(duì)于番茄栽培產(chǎn)生的影響由產(chǎn)量體現(xiàn)，對(duì)最后一次取樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)做相關(guān)性分析，結(jié)果如表5：產(chǎn)量與真菌和細(xì)菌呼吸強(qiáng)度均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與生物量比例無(wú)相關(guān)關(guān)系。

3 結(jié)論

本次試驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同處理劑和不同時(shí)期的土壤樣品中微生物量的測(cè)定及番茄產(chǎn)量的測(cè)定，主要結(jié)論有：（1）在土壤熏蒸處理前，微生物呼吸強(qiáng)度較低，但真菌及細(xì)菌的生物量比例是整個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的最大值。（2）熏蒸劑對(duì)土壤微生物呼吸強(qiáng)度抑制越強(qiáng)，表明熏蒸劑處理土壤效果越明顯。（3）在土壤熏蒸處理后、施用菌肥前，石灰氮對(duì)于抑制細(xì)菌呼吸強(qiáng)度和真菌呼吸強(qiáng)度都有明顯作用，且該處理的真菌及細(xì)菌生物量比例也是最小值。（4）在施用菌肥后結(jié)果盛期，威百畝+ETS的真菌和細(xì)菌呼吸強(qiáng)度最低，威百畝+金匯的真菌生物量比例最低，石灰氮+金匯的細(xì)菌生物量比例最低。（5）在有輕微發(fā)病征兆的結(jié)果后期，棉隆+金匯的真菌和細(xì)菌呼吸強(qiáng)度最低，石灰氮+金匯的真菌及細(xì)菌生物量比例最低。且該時(shí)期的整體呼吸強(qiáng)度上升，但整體生物量比例有所下降。（6）結(jié)合產(chǎn)量分析結(jié)果顯示：威百畝+金匯產(chǎn)量最高，經(jīng)灰色關(guān)聯(lián)理論，就不同組合處理對(duì)土壤微生物環(huán)境的影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，該處理對(duì)土壤生物因素的影響最為有利。產(chǎn)量與真菌和細(xì)菌呼吸強(qiáng)度均呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表5 產(chǎn)量及各處理間的相關(guān)性分析

綜上可知，熏蒸劑可有效降低土壤中真菌和細(xì)菌生物量比例，結(jié)合施用生物菌肥可適當(dāng)增加有益菌群，從而在一定程度上改善土壤微生物環(huán)境，對(duì)番茄生長(zhǎng)起到積極促進(jìn)作用。此次研究結(jié)果最優(yōu)處理組合為威百畝+金匯。

4 討論

土壤熏蒸前微生物呼吸強(qiáng)度低，可能是由于取樣時(shí)已清棚，以致于土壤十分干旱，且進(jìn)行了高溫悶棚，從而導(dǎo)致土壤中微生物生存條件惡劣，造成土壤微生物呼吸強(qiáng)度下降，真菌及細(xì)菌生物量比例沒(méi)有發(fā)生大的改變。

由于試驗(yàn)溫室常年種植番茄，試驗(yàn)前1年，枯萎病大爆發(fā)，導(dǎo)致土壤菌群失調(diào)，番茄產(chǎn)量極低，并不能夠通過(guò)一季土壤熏蒸處理和生物菌肥的施入而明顯改善土壤有益菌群和有害菌的構(gòu)成比例關(guān)系，土壤有益菌群的恢復(fù)需要一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，因此導(dǎo)致了產(chǎn)量與真菌和細(xì)菌呼吸強(qiáng)度的極顯著負(fù)相關(guān)性，對(duì)于這種現(xiàn)象，還有待于進(jìn)一步研究。

土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中主要組成部分，微生物對(duì)于植物所需養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與吸收、有害生物的防治以及土壤的生物修復(fù)都有著重要的作用[17]。不同作物或同一作物在不同生育階段，其根系微生物的數(shù)量、種類差異很大[18-19]。合理的土壤處理可以使有益菌群增多，減少有害菌群的量，從而有效控制土傳病害，并且可以調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)[20]。微生物菌劑也是一種新型肥料，其含有大量的有益活菌及多種天然發(fā)酵活性物質(zhì)，能調(diào)節(jié)和改善土壤微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，增強(qiáng)作物抗病能力[21]。生物菌肥不但能活化被土壤固定的磷、鉀等礦物營(yíng)養(yǎng)，使之能被植物吸收利用，而且還能拮抗某些病原微生物，從而產(chǎn)生抑制病害的作用[22]。

本試驗(yàn)關(guān)于土壤熏蒸劑配合生物菌肥在設(shè)施連作番茄上的應(yīng)用亦得出相似的結(jié)果，生物菌肥可以促進(jìn)設(shè)施連作番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，在一定程度上能有效克服設(shè)施番茄連作障礙的發(fā)生，這可能是因?yàn)樯锞士商岣咄寥牢⑸锒鄻有院屯寥蕾|(zhì)量，調(diào)控土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤有益微生物生長(zhǎng)，增強(qiáng)土壤轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶等土壤有益酶的生物活性，從而改良了連作土壤理化性質(zhì)，提高了作物的產(chǎn)量[16]。番茄的設(shè)施栽培管理中，由于當(dāng)?shù)貧夂颉⑼寥拉h(huán)境、連作等各種不確定因素導(dǎo)致的土傳病害或連作障礙，在生產(chǎn)中很難找到一種絕對(duì)的行之有效的避免方法，今后還需要大量的試驗(yàn)與工作。

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