馬明生，郭天文，譚雪蓮

（1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省旱作區(qū)水資源高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070）

由于農(nóng)業(yè)耕地資源的限制，馬鈴薯連作現(xiàn)象非常普遍，長(zhǎng)期的連作會(huì)造成馬鈴薯種植過程中的連作障礙，具體表現(xiàn)為馬鈴薯品種退化、品質(zhì)降低、產(chǎn)量下降、病蟲害加重、植株抗逆性降低等［1～3］。有研究表明，引起作物連作障礙的原因非常復(fù)雜，但主要來自土壤，其中微生物種群結(jié)構(gòu)失衡是導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、作物減產(chǎn)的主要原因之一［4～5］。我們從連作土壤微生物菌群失衡角度出發(fā)，以馬鈴薯健株病株根區(qū)根表土壤為分離源，篩選對(duì)病原菌具有拮抗作用的放線菌，以期分析入選菌的促生防病效果及對(duì)馬鈴薯根區(qū)微生態(tài)的影響及修復(fù)作用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示馬鈴薯品種為新大坪。供試生防菌為康照牌放線菌活菌制劑（密旋鏈霉菌），有效活菌數(shù)大于20億/g，由楊凌康照農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司與楊凌千普農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司聯(lián)合研制，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所參與研制前期菌種的選擇及相關(guān)菌劑的提供。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2012年3—9月在定西市安定區(qū)團(tuán)結(jié)鎮(zhèn)唐家堡村連作5 a的馬鈴薯田間進(jìn)行。區(qū)內(nèi)海拔2 056～2 447m，年平均氣溫6.3℃；年無霜期140 d，≥10℃積溫僅為2 075℃；年平均降水量415.2 mm，季節(jié)分配不均，多暴雨，年際變率35%，6—9月份降水占全年的55%，屬生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。2012年3—9月降水量合計(jì)450.5mm，馬鈴薯生育期供水屬偏多年份，馬鈴薯生長(zhǎng)后期發(fā)生了較嚴(yán)重的晚疫病。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共4個(gè)處理，T1為生防菌+草木灰拌種；T2為生防菌拌種；T3為草木灰拌種；T4為不拌種（CK）。小區(qū)面積70m2，3次重復(fù)。生防菌用量為3 000 g/hm2，草木灰用量為750 kg/hm2，馬鈴薯播種時(shí)將薯塊切塊拌種。N、P2O5、K2O施量分別為210、90、60 kg/hm2。栽培方式為起壟覆黑色地膜后壟上穴播。3月15日起壟覆膜，壟寬60 cm，壟高15 cm，溝寬20 cm。4月7日播種，每壟1行，株距26.7 cm，行距80 cm，播深10～15 cm。

馬鈴薯收獲期每小區(qū)隨機(jī)選取10穴植株，統(tǒng)計(jì)晚疫病發(fā)病率。馬鈴薯收獲前各小區(qū)取根區(qū)土，采用稀釋涂抹平板法測(cè)定馬鈴薯根際土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量［6］。收獲期各處理取10株馬鈴薯考種分析，各小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)，統(tǒng)計(jì)單薯重≥150 g的薯塊占總薯塊的百分率。

2 結(jié)果與分析

2.1 生防菌對(duì)馬鈴薯株高的影響

從圖1可以看出，馬鈴薯收獲期株高T1處理明顯高于其余處理，T2處理的株高稍高于T3處理及對(duì)照。說明在馬鈴薯晚疫病為害嚴(yán)重的情況下，生防菌+草木灰拌種在促進(jìn)馬鈴薯植株生長(zhǎng)方面仍然表現(xiàn)出了較好的效果，該生防菌發(fā)揮了其促生效應(yīng)。

圖1 馬鈴薯收獲期株高

2.2 生防菌對(duì)根區(qū)土壤微生物區(qū)系的影響

從表1可以看出，各處理馬鈴薯收獲期根際土壤微生物總量由多到少依次為T1、T2、T3、T4，除處理T3與對(duì)照間差異不顯著外，其余處理間差異顯著。放線菌與細(xì)菌數(shù)量變化趨勢(shì)與總量基本一致，而真菌數(shù)量由少到多依次為T1、T3、T2、T4。另外，T1、T2、T3的放線菌和細(xì)菌數(shù)量占微生物總量的比例也較對(duì)照相應(yīng)增大，而真菌占微生物總量的比例相應(yīng)減小。

2.3 生防菌對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及商品率的影響

由表2可以看出，T1、T2、T3處理馬鈴薯產(chǎn)量分別較對(duì)照增產(chǎn)8.44%、2.63%和1.07%，T1與其余處理之間差異顯著，且大薯率也顯著高于其余處理，在一定程度上提高了薯塊的商品性。

表2 馬鈴薯產(chǎn)量和商品率及抗病性

2.4 生防菌對(duì)馬鈴薯發(fā)病率的影響

從表2可以看出，處理T1的馬鈴薯發(fā)病率最低，為74.42%，比對(duì)照低11.29百分點(diǎn)；處理T2、T3的發(fā)病率稍低于對(duì)照，即生防菌與草木灰混合拌種能夠促進(jìn)馬鈴薯根區(qū)有益微生物的繁殖，抑制有害病原菌繁殖，從而降低病害的發(fā)生率。

3 小結(jié)與討論

1）馬鈴薯種薯薯塊經(jīng)生防菌+草木灰拌種處理后，可增加馬鈴薯株高、降低發(fā)病率、改善了根際土壤微生物種群結(jié)構(gòu)，從而提高馬鈴薯產(chǎn)量與商品率。

2）有研究表明，作物連作會(huì)使土壤中細(xì)菌明顯減少，真菌數(shù)量顯著增加，使土壤從高肥的“細(xì)菌型”土壤向低肥的“真菌型”土壤轉(zhuǎn)化［7］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，該生防菌+草木灰混合拌種對(duì)有害的真菌類病原菌具有較強(qiáng)的拮抗作用，能夠改善連作馬鈴薯根區(qū)土壤中微生物種群結(jié)構(gòu)，有助于連作土壤從低肥的“真菌型”土壤向高肥的“細(xì)菌型”土壤轉(zhuǎn)化，而生防菌單獨(dú)拌種的效果明顯低于混合拌種。

3） 本研究所應(yīng)用的生防菌為一種拮抗放線菌制劑。該放線菌制劑能改善馬鈴薯連作土壤微生物種群結(jié)構(gòu)，從而可以優(yōu)化土壤理化性狀，提高土壤肥力，改善連作土壤微生態(tài)環(huán)境，有助于作物的生長(zhǎng)發(fā)育和最終產(chǎn)量的形成。有研究表明，拮抗微生物的同化作用產(chǎn)生能抑制病原菌的抗菌物質(zhì)，一般在低濃度下就能對(duì)病原菌的生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)生抑制，引起細(xì)胞內(nèi)溶現(xiàn)象［8］。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，該放線菌制劑與草木灰混合使用具有較好的促生防病功能，可以用于馬鈴薯連作障礙的微生物修復(fù)，對(duì)馬鈴薯土傳病害病原菌有抑制作用，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

表1 馬鈴薯收獲期根區(qū)土壤微生物數(shù)量

［1］ 吳鳳芝，王學(xué)征．設(shè)施黃瓜連作和輪作中土壤微生物群落多樣性的變化及其與產(chǎn)量品質(zhì)的關(guān)系［J］．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（10）：2274-2280．

［2］ 王才斌，吳正鋒，成 波，等．連作對(duì)花生光合特性和活性氧代謝的影響 ［J］．作物學(xué)報(bào)，2007，33（8）：1304-130

［3］ 賀麗娜，梁銀麗，高 靜，等．連作對(duì)設(shè)施黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)及土酶活性的影響［J］．西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，36（5）：155-159．

［4］ 馬 琨，張 麗，杜 茜，等．馬鈴薯連作栽培對(duì)土壤微生物群落的影響［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2010，24（4）：229-233．

［5］ 李春格，李曉鳴，王敬國(guó)．大豆連作對(duì)土體和根際微生物群落功能的影響［J］．生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26（4）：1144-1150．

［6］ 林先貴．土壤微生物研究原理與方法［M］．北京：高等教育出版社，2010．

［7］ 鄒 莉，袁曉穎，李 玲，等．連作對(duì)大豆根部土壤微生物的影響研究［J］.微生物學(xué)雜志，2005，25（2）：27-30．

［8］ 王學(xué)翠，童曉茹，溫學(xué)森，等．植物與根際微生物關(guān)系的研究進(jìn)展［J］．山東科學(xué)，2007，20（6）：40-44．