不同品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤微生物數量的影響

龔束芳，張 波，吳鳳芝

（東北農業大學園藝學院，哈爾濱 150030）

近年來，隨著對作物重茬（連作）障礙原因的深入研究，植物的化感作用（Allelopathy）越來越受到學者重視[1-3]?；凶饔貌坏谥参锵嗷ジ蓴_中起重要作用，而且影響土壤微生態環境，使微生物結構失衡[2,4-5]。瀧島在分析連作障礙原因時強調，土壤微生物的變化是連作障礙的首要因子[2,6]。自毒作用作為化感作用的一種特殊類型，被認為是造成作物連作障礙的重要因素之一。作物自身的殘體、殘茬分解是自毒作用重要表現形式之一[7-8]。

唐菖蒲（Gladiolus hybridus Hort）是我國切花生產量最大的花卉之一，生產中存在重茬（連作）障礙問題[9]。目前，對于唐菖蒲化感作用及唐菖蒲地上部分對土壤微生物數量影響等方面的研究尚未見報道。本文通過研究不同品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤微生物數量的影響，了解唐菖蒲地上部分葉片對土壤微生態環境的影響，為探索唐菖蒲化感作用本質及克服其連作障礙提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試植物

唐菖蒲（Gladiolus hybridus Hort），各栽培品種均取自于東北農業大學設施園藝工程中心（見表1）。

表1 供試唐菖蒲品種Table1 Different varieties of Gladiolus hybridus Hort

1.1.2 供試土壤

試驗所用的土壤取自東北農業大學設施園藝工程中心圃地0～15 cm耕層黑土。測定土壤基本理化性質采用鮑士旦的pH方法[10]，pH 7.02，電導率0.566 mS·cm-1，有機質10.31 g·kg-1，堿解氮198.02 mg·kg-1，有效磷 137.52 mg·kg-1，速效鉀321.28 mg·kg-1。

1.2 方法

1.2.1 唐菖蒲葉片的采集與浸提液的制備

選取旺盛生長的健康唐菖蒲植株，隨機采集唐菖蒲葉片，先用清水沖洗去附在葉片表面的灰塵，再用蒸餾水淋洗葉片3次，然后再用去離子水浸洗1次，室溫條件下陰干，-20℃冷藏保存備用。用時將葉片剪成1～2 cm的小段，將100 g葉片中加入1 L蒸餾水浸泡48 h，收集的溶液即為唐菖蒲的葉片浸提液，并通過3層濾紙布氏漏斗過濾2次，加去離子水定容至100 g·L-1，再用0.45 μm濾膜過濾后密封置于4℃冰箱中備用，再以母液加水稀釋成1/10，1/5，1/2，3/4等不同濃度，即得濃度為10，20，50，70 g·L-1的唐菖蒲莖葉浸提液，4℃冰箱中保存備用[11-12]。

1.2.2 土壤微生物數量的測定

1.2.2.1 供試培養基

真菌培養基：采用馬丁氏（Martin）培養基；細菌培養基：采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，pH 7.0～7.2；放線菌培養基：采用改良高氏1號培養基[13]。

1.2.2.2 微生物數量測定

土壤微生物數量采用稀釋平板菌落計數法計數[13]。真菌、放線菌、細菌分別取10-3，10-4，10-5倍的土壤稀釋液1 mL，再加入濃度為10，20，50，70，100 g·L-1的唐菖蒲葉片浸提液1 mL，設添加無菌水為對照（CK），采用傾注法加入盛有12～15 mL的培養基的培養皿中，每處理重復5次。將接好菌的平板置于28～30℃電熱恒溫培養箱內倒置培養。真菌、細菌、放線菌分別培養3、3和7 d后記錄土壤稀釋分離結果，計算出每克干土中的真菌、細菌、放線菌的數量。計算公式如下：

菌落數=菌落平均數×稀釋倍數×土樣濕質量/土樣干質量[13]。

1.3 數據分析

試驗數據采用Excel和DPS（9.50）軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤細菌數量的影響（差異顯著性用一個水平即可，以下同）

由表2可見，與對照相比，A1、A2、A3三個品種對土壤細菌數量影響上表現出顯著的促進作用，各處理濃度之間差異均極顯著，并表現出低濃度促進效應，其中A3在葉片浸提液濃度為10 g·L-1時使細菌數量最多，約是對照的4～5倍。

表2 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤細菌數量的影響Table2 Influence of aqueous extracts of leaves from the different varieties of Gladiolus hybridus Hort on soil bacteria(×105cfu·g-1干土)

A4、A5葉片浸提液對土壤細菌數量為抑制作用，但各濃度處理與對照之間的差異均不顯著。

2.2 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤真菌數量的影響

由表3可見，與對照相比，各品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤真菌數量均表現出極顯著的抑制作用，各品種均呈隨著葉片浸提液濃度的降低，土壤真菌的抑制作用逐漸增強的趨勢。其中A4在葉片浸提液濃度為10 g·L-1時使真菌數量最少，僅為對照的5%。A1和A2兩個品種葉片浸提液各濃度處理與對照之間的差異較顯著。A3、A4和A5三個品種葉片不同濃度浸提液間有極顯著的濃度效應。

表3 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤真菌數量的影響Table3 Influence of aqueous extracts of leaves from the different varieties of Gladiolus hybridus Hort on soil fungi (×103cfu·g-1干土)

2.3 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤放線菌數量的影響

由表4可見，與對照相比，A1、A2、A4和A5四個品種對土壤放線菌數量均有不同程度的抑制作用，A5葉片浸提液各濃度處理之間對放線菌數量抑制作用不顯著；A1、A4表現出一定的低濃度抑制效應，而A2的低濃度抑制效應較強，在葉片浸提液濃度為10 g·L-1時抑制作用最強，放線菌數量約為對照的30%。

A3葉片浸提液對土壤放線菌數量則有顯著的低濃度促進效應，在葉片浸提液濃度為10 g·L-1時放線菌數量約為對照的二倍。

表4 不同品種唐菖蒲葉片浸提液對土壤放線菌數量的影響Table4 Influence of aqueous extracts of leaves from the different varieties of Gladiolus hybridus Hort on soil actinomycetes (×104cfu·g-1干土)

3 討論與結論

土壤微生物除了包括分解有機質的真菌、細菌和放線菌外，還包括能進行光和作用的藻類以及原生動物和病毒等。在土壤肥力形成、物質循環和能量流動及有機質的分解等方面起重要作用[13-14]。

在土壤微生物的不同類群中，細菌的個體數最多，是土壤中的主要功能群落[14]。在對土壤細菌數量的影響上，唐菖蒲存在明顯的品種差異效應，A1、A2、A3具有極顯著的促進作用，低濃度促進作用更強；對土壤養分循環和土壤肥力提高具有促進作用。A4和A5則表現較強的抑制作用，低濃度抑制作用更強，對土壤肥力提高的影響相對較小。

土壤中的真菌數量少于細菌和放線菌，雖然數量較少，但與植物病害和物質轉化卻密切相關[14]。土壤中的許多真菌都是植物的致病菌，如土壤中的尖孢鐮刀菌（F.oxysporum）能引起唐菖蒲的枯萎病[9,14-15]。由試驗結果可見，在對土壤真菌數量的影響上，雖然各品種間抑制效應存在較大差別，但主要以抑制效應為主。因此試驗中的這5個唐菖蒲栽培品種對大部分真菌病害的侵染上表現出較強的抵御能力。

土壤中的放線菌種類很多，大部分為好氧腐生菌。土壤中的放線菌對促進碳循環和腐殖質形成有重要作用，另外，土壤中一些放線菌還能產生抗菌素，對其他有害菌起拮抗作用[13-14]。由于A3對土壤放線菌的數量有顯著促進作用，因此在抵御有害菌的侵害上，與其他4個品種相比，A3對有菌害可能表現出較強的抗性。

本試驗通過傳統的稀釋平板培養法，直觀地對唐菖蒲葉片對土壤中最重要的三大類群微生物數量的消長影響進行觀察。結果表明，唐菖蒲葉片對土壤中微生物數量化感作用產生顯著影響，同時，這種影響具有一定的品種效應和濃度效應。濃度效應的產生，一方面可能是由于葉片浸提液中含有較高濃度的碳水化合物、氨基酸等豐富的營養物質，為微生物的繁殖創造了有利條件，影響土壤微生物的種類和數量分布[14,16-18]，另一方面是唐菖蒲葉片浸提液中含有的化感抑制物質進入土壤后，改變土壤微生物種群結構，抑制土壤微生物的生長[14,16,19-20]。營養物質和抑制物質的相互作用，對土壤微生物數量的變化和唐菖蒲生長環境產生重要影響。土壤中的微生物種類繁多，傳統的平板培養法不能把它們在土壤中的種類分布完全表現出來，也不能全面系統地反映土壤中微生物的多樣性生態功能和動態變化過程[21]。本試驗結果表明，唐菖蒲品種間對微生物種類和數量影響存在顯著差異，因此在眾多資源中，通過品種篩選、定向育種以及栽培管理方式的優化，將使得唐菖蒲栽培管理中的自毒作用得到一定的緩解和控制。

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