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。     

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。     

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。     

土壤中根皮苷和根皮素对桃幼苗的影响

以一年生桃嫁接苗为试材,在盆栽条件下研究了苹果园土壤中特征酚酸类物质——根皮苷和根皮素对桃苗生物量、根系活力、根系保护性酶活性和MDA含量的影响。结果表明,根皮苷对桃幼苗的伤害显著,与对照相比,鲜质量、干质量分别降低了16.66%和21.58%,根系活力降低了33.04%,SOD、POD活性分别降低了40.80%和31.10%,MDA含量提高了116.34%。根皮素对桃苗的影响不大。高锰酸钾处理明显缓解了根皮苷对桃苗的伤害,苹果园土壤中的根皮苷含量降低了57.80%,提高了桃苗的生物量、根系活力和保护性酶活性,降低了MDA含量。综上,老龄苹果园土壤实测含量的根皮苷(0.343mg·kg~(-1))可降低桃苗的生物量,适量的高锰酸钾能缓解根皮苷的伤害作用。     

根皮苷和串珠镰孢菌加重苹果连作土壤环境及其对平邑甜茶生长的抑制

以平邑甜茶幼苗(Malus hupehensis Rehd.)为试材,在盆栽条件下研究了串珠镰孢菌和根皮苷对幼苗生长及连作土壤微生物的影响,为阐明连作障碍的发生机理提供理论依据。结果表明:8月份串珠镰孢菌、根皮苷、串珠镰孢菌+根皮苷处理均不同程度降低了连作条件下‘平邑甜茶’幼苗的生物量,其中串珠镰孢菌+根皮苷处理的株高、地径、鲜质量、干质量降低最显著,分别为连作土对照的70.6%、77.4%、52.3%和43.7%;9月份各处理的生长量趋势与8月份一致。在8月和9月,不同处理对幼苗根系呼吸速率的抑制作用表现为:串珠镰孢菌+根皮苷串珠镰孢菌根皮苷连作土对照。3个处理均不同程度地抑制了连作土壤中细菌的生长,促进了真菌的生长,改变了土壤真菌的群落结构。3个处理均不同程度地降低了连作土壤中脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性;在8月,根皮苷、串珠镰孢菌、串珠镰孢菌+根皮苷处理后对土壤脲酶活性的抑制作用较显著,分别比对照降低14.8%、29.1%和53.4%。综上,串珠镰孢菌和根皮苷单独或组合处理均显著抑制了‘平邑甜茶’幼苗的生长,其中串珠镰孢菌+根皮苷处理最为显著,说明根皮苷和串珠镰孢菌共同作用加重了苹果连作障碍现象。     

棉隆熏蒸加短期轮作葱对平邑甜茶幼苗生长及其生理的影响

以盆栽平邑甜茶幼苗为试材,连续2年研究了老龄苹果园土壤经棉隆熏蒸后轮作一茬葱对再植平邑甜茶植株生理特征的影响,为其减轻苹果连作障碍提供理论依据。结果表明:老龄苹果园土壤轮作葱、棉隆熏蒸、棉隆熏蒸后短期轮作葱均能显著促进连作土壤再植平邑甜茶幼苗的生长,其中以棉隆熏蒸后短期轮作葱处理效果最佳。与棉隆熏蒸相比,棉隆熏蒸加短期轮作葱处理的平邑甜茶株高、地径、鲜质量、干质量、根系呼吸速率在2016年7月分别提高了34.5%、19.5%、30.0%、22.6%、21.3%,2017年7月,上述指标分别提高了29.9%、28.4%、35.0%、34.4%、26.5%;棉隆熏蒸后短期轮作葱还显著降低了根系及叶片中MDA含量,提高了根系抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,两者联用处理的平邑甜茶幼苗净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(G_i)等较棉隆熏蒸也有显著提高。因此,棉隆熏蒸后短期轮作葱能有效防控苹果连作障碍。     

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。     

过硫酸铵配施不同形态木霉菌肥缓解苹果连作障碍

  【目的】  研究肥料形态及土壤条件对木霉菌肥改善苹果土壤连作障碍的影响,以期为缓解苹果连作障碍提供有效的理论依据和技术支持。  【方法】  试验以苹果砧木—平邑甜茶 (Malus hupehensis Rehd.) 幼苗为试材,设置4个处理:连作土 (CK)、过硫酸铵处理 (T1)、过硫酸铵加颗粒状木霉菌肥 (T2)、过硫酸铵加粉末状木霉菌肥 (T3)。通过土壤微生物高通量测序、实时荧光定量PCR等技术研究了各处理对土壤微生物群落结构和土壤有害真菌数量的影响,并对各处理的平邑甜茶幼苗生理特性 (植株生物量、根系呼吸速率、根系保护酶活性) 进行了测定。  【结果】  颗粒状与粉末状木霉菌肥不同程度地促进了平邑甜茶幼苗的生长,改善了连作土壤微生物环境,提高了根系保护酶及土壤酶活性,颗粒状菌肥的促进效果好于粉末状菌肥。与对照相比,T1处理显著提高了连作平邑甜茶幼苗的生长,T2和T3处理促进平邑甜茶幼苗生长的效果又显著高于T1处理。T1处理的土壤蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶活性显著低于对照,而T2、T3处理显著高于对照,T2处理的蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶的活性分别比对照提高45.41%、92.85%、56.32%、186.67%,T3处理分别比对照提高32.96%、83.89%、43.68%、165.56%。平邑甜茶幼苗的根系活力及根系氧化酶活性4个处理间均差异显著,由高到低的顺序为T2 > T3 > T1 > CK,T2处理的根系活力及根系氧化酶活性分别是对照的1.41和2.80倍。实时荧光定量PCR分析结果表明,T1、T2和T3处理都能优化土壤微生物环境,增加土壤细菌数量,降低土壤有害真菌腐皮镰孢菌 (Fusarium solani) 数量,T2与T3处理土壤细菌分别是对照的2.18、2.55倍,放线菌数量分别是对照的1.71、1.53倍。土壤高通量测序检测数据显示,相较于连作对照,T2处理木霉属相对丰度明显增加58.8%,链格孢属相对丰度显著下降92.87%,T3处理的镰孢属相对丰度与连作对照相比降低了64.18%。  【结论】  在过硫酸铵处理的连作土壤上施用木霉菌肥,可进一步提高土壤中细菌数量,降低有害真菌数量,优化土壤微生物环境,提高平邑甜茶幼苗的根系活力和植株生长。过硫酸铵联用颗粒状木霉菌肥的效果优于联用粉末状木霉菌肥。     

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—2.5×10-2 μg•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。     

苹果连作障碍土壤微生物的研究进展

从土壤微生物的角度，概述了苹果连作障碍发生时病原菌对再植树体的影响，并结合当前化学/生物熏蒸、拮抗微生物施用、施肥措施调整、有机改良剂添加、抗重茬砧木选择、种植制度建立等手段，概述了上述措施在缓解连作障碍过程中影响和调控土壤微生物群落结构的研究进展，对未来苹果连作障碍机理的研究及防控技术的发展方向提出了展望。