張彩虹，姜魯艷，鄒平，馬艷，吐?tīng)栠d娜依

|摘要|試驗(yàn)研究了利用燃煤式基質(zhì)熱水消毒機(jī)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行高溫?zé)崴緦?duì)戈壁日光溫室辣椒根際基質(zhì)微生物含量的影響。通過(guò)對(duì)高溫?zé)崴咎幚砗蟾瓯跍厥依苯犯H基質(zhì)微生物數(shù)量的測(cè)定，對(duì)辣椒不同生育期根際細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量以及細(xì)菌與真菌比值進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：基質(zhì)高溫?zé)崴咎幚硎估苯犯H基質(zhì)中細(xì)菌數(shù)顯著提高，開(kāi)花期、結(jié)果期均高于CK，放線菌數(shù)量較對(duì)照顯著提高。到結(jié)果盛期，細(xì)菌和放線菌較對(duì)照分別高19.36%、21.33%，真菌數(shù)量有所下降，但與對(duì)照差異不顯著。基質(zhì)高溫?zé)崴咎幚砜梢燥@著增加種植尤其是連作基質(zhì)中微生物總量，起到顯著改善基質(zhì)生態(tài)結(jié)構(gòu)的作用，有助于基質(zhì)由真菌型向細(xì)菌型轉(zhuǎn)化。

新疆耕地缺乏，而設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展用地主要集中在農(nóng)區(qū)土壤肥沃的老農(nóng)田和熟地，與大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)爭(zhēng)地的矛盾突出，近年來(lái)戈壁設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速推進(jìn)，帶動(dòng)了戈壁日光溫室產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。然而，落后的經(jīng)濟(jì)及栽培條件導(dǎo)致非耕地日光溫室內(nèi)基質(zhì)連茬耕作，造成基質(zhì)中殘留大量病原菌，鹽堿化嚴(yán)重，極大地影響非耕地日光溫室蔬菜可持續(xù)生產(chǎn)。根際微生物參與了作物生長(zhǎng)發(fā)育的全過(guò)程，是維持健康基質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)的重要部分。鹽漬化、低溫、連作等逆境生產(chǎn)條件導(dǎo)致日光溫室作物根際微生物發(fā)生變化，其組成隨著逆境程度及年限發(fā)生變化，基質(zhì)中有益微生物的數(shù)量急劇減少，而病原菌的數(shù)量會(huì)增多，占據(jù)主要位置，從而嚴(yán)重破壞作物根際微生物群落的平衡，抑制了基質(zhì)微生物正常生長(zhǎng)，降低作物抗病性，導(dǎo)致基質(zhì)肥力下降、作物產(chǎn)量和品質(zhì)大幅降低[1-3]。因此，為減少化肥農(nóng)藥的使用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，研究合理的基質(zhì)消毒工藝是實(shí)現(xiàn)非耕地日光溫室基質(zhì)生產(chǎn)的有效途徑。

材料與方法

試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

試驗(yàn)于2018年9月17日～2019年2月20日在烏魯木齊西山農(nóng)牧場(chǎng)戈壁日光溫室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)地位于43.63° N，87.23° E。試驗(yàn)溫室朝向均為坐北朝南，東西延長(zhǎng)。供試?yán)苯菲贩N為‘干椒5號(hào)。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)

栽培基質(zhì)為棉秸稈：蛭石：堆肥發(fā)酵羊糞（體積比為3：2：1），基質(zhì)已經(jīng)連續(xù)使用3年，試驗(yàn)地共計(jì)32個(gè)基質(zhì)栽培槽，面積為168 m2，其中熱水消毒處理基質(zhì)栽培槽24個(gè)，面積126 m2，未處理（對(duì)照）基質(zhì)栽培槽8個(gè)，面積42 m2。土壤熱水消毒于2018年9月4日進(jìn)行。

◆高溫?zé)崴幚?/p>

深翻平整基質(zhì)后，在處理基質(zhì)槽表面鋪設(shè)耐高溫?zé)崴喂埽由w保溫塑料布，用燃煤將消毒機(jī)內(nèi)冷水加熱到97.5℃后，打開(kāi)閥門(mén)持續(xù)將熱水從消毒機(jī)爐體內(nèi)注入熱水分配器，調(diào)節(jié)流量后經(jīng)耐高溫?zé)崴喂芄嗳朐耘嗖蹆?nèi)，滴管出口溫度76℃。用溫度傳感器檢測(cè)基質(zhì)槽內(nèi)30 cm處基質(zhì)溫度，保持30 cm處基質(zhì)溫度在50～60℃并持續(xù) 3 h，停止供水。

◆試驗(yàn)定植及管理

熱水消毒3 天后揭開(kāi)基質(zhì)槽表面的塑料布，待基質(zhì)可進(jìn)行種植時(shí)，于9月4日將事先準(zhǔn)備好的辣椒苗（4葉1心）進(jìn)行定植。辣椒整個(gè)生育期處理和對(duì)照均按照統(tǒng)一的栽培管理制度進(jìn)行田間管理，每3～5天澆灌1次相同質(zhì)量的水，并隨水施用相同質(zhì)量的肥料。

測(cè)定指標(biāo)及方法

分別在辣椒定植期、開(kāi)花期和結(jié)果盛期、拉秧期，取根際基質(zhì)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定，隨機(jī)取樣，3次重復(fù);在辣椒的成熟期測(cè)定產(chǎn)量并取無(wú)病害的果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。

◆基質(zhì)微生物數(shù)量測(cè)定

采用涂平板計(jì)數(shù)法測(cè)定根際基質(zhì)微生物數(shù)量。試驗(yàn)采用的培養(yǎng)基如下[4-5]：真菌培養(yǎng)采用馬丁氏培養(yǎng)基;放線菌培養(yǎng)采用高氏一號(hào)培養(yǎng)基;細(xì)菌培養(yǎng)采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。將田間采集的基質(zhì)樣品置于4℃冰箱內(nèi)保存，取10.0 g基質(zhì)，用 90.0 mL無(wú)菌水稀釋?zhuān)袷幓靹?0 min，隨后逐漸加入無(wú)菌水將基質(zhì)原液稀釋成不同濃度梯度的微生物懸濁液，隨后進(jìn)行平板培養(yǎng)。一周后觀察平板中菌落的外觀、長(zhǎng)勢(shì)，鑒定并統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)，做好記錄。

◆果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)測(cè)定

在果實(shí)成熟期，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取10株，用天平（佰倫斯電子天平，中國(guó)，測(cè)量精度為0.1 g）測(cè)量單果重及單株產(chǎn)量，并換算成畝產(chǎn)量[6-7];選取大小和色澤一致的果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)分析，果實(shí)可溶性固形物利用阿貝折射儀測(cè)定[8]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[8-9]，維生素C含量采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定[9]。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及作圖，采用SPSS 19.0進(jìn)行顯著性分析。

結(jié)果與分析

高溫?zé)崴緦?duì)基質(zhì)理化性質(zhì)的影響

研究表明，高溫?zé)崴幚韺?duì)基質(zhì)理化性質(zhì)有一定程度的影響，如圖1所示，其中高溫?zé)崴幚淼幕|(zhì)pH在定植期略低于對(duì)照CK，pH為6.1，而在開(kāi)花期、結(jié)果期、拉秧期經(jīng)高溫?zé)崴幚淼幕|(zhì)pH顯著高于對(duì)照CK，pH在7.5～7.7。高溫?zé)崴幚韺?duì)基質(zhì)EC的影響也較大，在番茄生長(zhǎng)不同時(shí)期熱水處理基質(zhì)EC較對(duì)照CK均有所減小。對(duì)基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)試結(jié)果顯示，高溫?zé)崴幚盹@著提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，與對(duì)照CK相比提高了42.1%。這說(shuō)明高溫?zé)崴幚韺?duì)于基質(zhì)功能的恢復(fù)具有明顯的促進(jìn)作用。

高溫?zé)崴緦?duì)根際基質(zhì)細(xì)菌數(shù)量變化的影響

基質(zhì)微生物種群的數(shù)量與基質(zhì)質(zhì)量息息相關(guān)，高質(zhì)量的微生物種群數(shù)量是保證基質(zhì)肥力的前提[10]。本試驗(yàn)對(duì)高溫?zé)崴竞蠹拔聪具B作3年的基質(zhì)樣品中的根際微生物數(shù)量進(jìn)行分析。從圖2 可以看出，高溫?zé)崴幚磉^(guò)的辣椒根際基質(zhì)細(xì)菌數(shù)量隨生育期延長(zhǎng)呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，在結(jié)果盛期細(xì)菌數(shù)量達(dá)到最高峰，之后細(xì)菌數(shù)量下降;未消毒處理（對(duì)照）細(xì)菌數(shù)量在開(kāi)花期達(dá)到峰值，隨后下降。高溫?zé)崴幚磉^(guò)的辣椒根際基質(zhì)中細(xì)菌的數(shù)量高于對(duì)照，且隨生育期延長(zhǎng)這種差異越顯著。在定植期，高溫?zé)崴幚砝苯犯H基質(zhì)中細(xì)菌的數(shù)量?jī)H比對(duì)照高2.12%;在結(jié)果盛期，比對(duì)照高達(dá) 19.36%，顯著高于對(duì)照。

高溫?zé)崴緦?duì)根際基質(zhì)放線菌數(shù)量變化的影響

未經(jīng)消毒處理的經(jīng)過(guò)3年連作的辣椒根際基質(zhì)放線菌的數(shù)量隨生育期延長(zhǎng)呈先升后降的趨勢(shì)，在結(jié)果盛期放線菌數(shù)量達(dá)到最高值，之后急劇下降（圖3）。而高溫?zé)崴咎幚砗蟮睦苯犯H基質(zhì)放線菌的數(shù)量隨生育期的延長(zhǎng)一直呈上升趨勢(shì)。高溫?zé)崴咎幚砗罄苯犯H基質(zhì)放線菌數(shù)量均高于對(duì)照，且隨生育期延長(zhǎng)差異越顯著，到結(jié)果盛期，高溫?zé)崴咎幚砝苯犯H基質(zhì)放線菌數(shù)量比對(duì)照高 21.33%。

高溫?zé)崴緦?duì)根際基質(zhì)真菌數(shù)量及細(xì)菌/真菌比值的影響

高溫?zé)崴竞罄苯犯H基質(zhì)真菌數(shù)量在各生長(zhǎng)期均低于對(duì)照，在結(jié)果盛期，比對(duì)照低11.92%，達(dá)到顯著水平（圖4）。高溫?zé)崴咎幚砗?，基質(zhì)細(xì)菌/真菌比值隨生育期的延長(zhǎng)而不斷下降;而對(duì)照的細(xì)菌/真菌比值先升后降，在開(kāi)花期達(dá)到最高值，之后急劇下降。高溫?zé)崴咎幚砘|(zhì)細(xì)菌/真菌比值在各生長(zhǎng)期均高于對(duì)照，且在結(jié)果盛期差距達(dá)到最大值，比對(duì)照高37.24%。

高溫?zé)崴緦?duì)辣椒產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

從表1可以看出，高溫?zé)崴咎幚砘|(zhì)栽培辣椒的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀（可溶性蛋白、可溶性糖、維生素 C）要比未消毒處理基質(zhì)栽培的辣椒高23.9%、11.65%、8%、18.3%。結(jié)果表明，隨著種植年限的增加，基質(zhì)連作障礙顯現(xiàn)，對(duì)基質(zhì)進(jìn)行高溫?zé)崴咎幚砜捎行p少連作障礙對(duì)辣椒產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。

討論

維持良好的根際土壤微環(huán)境是保證作物產(chǎn)量、提升作物品質(zhì)的重要方式之一[11]。因此，本實(shí)驗(yàn)探究高溫?zé)崴緦?duì)基質(zhì)理化性質(zhì)及辣椒根際基質(zhì)微環(huán)境的影響，分析基質(zhì)理化性質(zhì)、基質(zhì)中微生物數(shù)量、辣椒產(chǎn)量及品質(zhì)，對(duì)于解析高溫?zé)崴緦?duì)基質(zhì)微環(huán)境的影響、為基質(zhì)消毒技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)具有重要意義。

土壤微生物參與土壤中所有的生物和化學(xué)反應(yīng)，其數(shù)量和活性直接關(guān)系到土壤環(huán)境的平衡。前人多項(xiàng)研究表明，作物連作后，基質(zhì)主要菌群的變化趨勢(shì)接近。連作會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)中有害真菌數(shù)量驟升，而有益細(xì)菌、放線菌數(shù)量則顯著降低，因此降低基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平[12-13];在本實(shí)驗(yàn)研究中，高溫?zé)崴咎岣吡嘶|(zhì)pH及有機(jī)質(zhì)含量，降低了基質(zhì)EC，同時(shí)辣椒根際基質(zhì)中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量高于對(duì)照，且隨著生育期延長(zhǎng)差異越顯著。高溫?zé)崴咎幚砝苯犯H基質(zhì)真菌數(shù)量低于對(duì)照，細(xì)菌/真菌比值顯著高于對(duì)照。高溫?zé)崴究捎行Ы档陀泻φ婢暮浚嵘幸婕?xì)菌和放線菌的含量，對(duì)于提升基質(zhì)質(zhì)量具有重要意義。

結(jié)論

基于上述結(jié)果，高溫?zé)崴幚磉^(guò)的辣椒根際基質(zhì)中細(xì)菌、放線菌的數(shù)量高于對(duì)照，且隨生育期延長(zhǎng)這種差異越顯著;到結(jié)果盛期，高溫?zé)崴幚砝苯犯H基質(zhì)中細(xì)菌、放線菌的數(shù)量比對(duì)照分別高19.36%、21.33%，顯著高于對(duì)照。高溫?zé)崴竞罄苯犯H基質(zhì)真菌數(shù)量均低于對(duì)照，在結(jié)果盛期，比對(duì)照低 11.92%。高溫?zé)崴咎幚砘|(zhì)細(xì)菌/真菌比值均顯著高于對(duì)照，在結(jié)果盛期達(dá)到最大值，比對(duì)照高達(dá)37.24%。

結(jié)果表明，高溫?zé)崴究商岣呋|(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平，為作物提供更好的生長(zhǎng)環(huán)境，用高溫?zé)崴咎幚磉^(guò)的基質(zhì)栽培辣椒，產(chǎn)量和品質(zhì)性狀（可溶性蛋白、可溶性糖、維生素 C）要比用未消毒處理基質(zhì)栽培的辣椒高23.9%、11.65%、8%、18.3%。

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*項(xiàng)目支持：新疆維吾爾自治區(qū)青年基金項(xiàng)目（2016D01B036）。

作者簡(jiǎn)介：張彩虹（1981-），女，甘肅張掖人，副研究員，研究方向?yàn)槭卟嗽耘嗯c生理。E-mail：rainbowking1125@sina.com。

**通信作者：姜魯艷（1982-），女，山東人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樵O(shè)施農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)。E-mail：419804395 @qq.com。

[引用信息]張彩虹，姜魯艷，鄒平，等.基質(zhì)高溫消毒對(duì)戈壁日光溫室辣椒根際微生物的影響[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2020，40（10）：56-59.