避雨栽培及物候期對葡萄根際土壤微生物的影響

藺君娜 劉芳 吳三林

摘 要 2017年2—8月，在四川省夾江縣甘霖鎮試驗研究了葡萄避雨栽培模式和露地栽培模式及物候期對巨峰葡萄根際土壤微生物數量的影響。結果：栽培模式、物候期及兩者的互作對葡萄植株根際土壤中的細菌、放線菌數量有極顯著影響，但栽培模式與物候期的互作對真菌數量的影響不顯著。兩種不同栽培模式下不同微生物菌落數比較，細菌最多，放線菌次之，真菌最少；避雨栽培三大類群根際土壤微生物的菌落數均明顯高于露地栽培；根際土壤細菌、放線菌的菌落數隨葡萄物候期，呈現出先增加后減少的趨勢，真菌的數量則從萌芽期至成熟期逐漸下降。

關鍵詞 葡萄；避雨栽培；物候期；根際微生物

中圖分類號：Q939.96 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.19.002

葡萄為葡萄科（Vitaceae Lindl.）葡萄屬（Vitis L.）多年生落葉木質藤本植物，生活于暖溫帶及亞熱帶氣候條件，是世界上栽培歷史最長、產量最大的果樹種類之一[1]。我國是世界上葡萄屬植物種植資源最豐富的國家，原產種類達38個種[2]。葡萄性喜干爽的氣候、充足的陽光，在南方多地不適合種植，但隨著避雨栽培模式的推廣，葡萄種植在南方地區迅速發展，至2015年，四川地區葡萄的種植面積已達2.98萬公頃，總產量33.46萬噸，成為效益農業之一。

葡萄的避雨栽培是在其生長季節，為防止雨水直接沖刷葡萄枝葉，將塑料薄膜覆蓋于鋼架或竹架拱形棚頂部的一種簡易、有效的栽培模式[3]。該栽培模式能有效改善葡萄生長的小環境，降低生理落果，降低炭疽病、白粉病等病害的發病率，減少紅蜘蛛、金龜子等病蟲害的發生[4]。同時，因其使土壤溫度、濕度等理化性質發生改變[5]，使植物根系分泌物的分泌受到影響，直接或間接影響著植物根際微生物的數量[6]。在植物生長的各個階段，一方面因其自身生長所需養分不同，造成土壤養分不同，另一方面因植物根系分泌物隨生育期或物候期的不同而變化，使植株根際微生物的數量發生改變[7-9]。

生長繁殖在植物根系直接影響的土壤范圍內的微生物即為根際微生物，其與植物根系相互作用形成獨特的微生態環境。植物根際微生物是土壤生態系統中最活躍的部分，其特征可作為評價土壤肥力的指標之一[10]，且因其不間斷地參與土壤生態系統中有機質的分解、腐殖質的形成等物質循環和能量流動，對植物體從土壤獲取養分產生根本影響，是植物生長不可缺少的部分[11-12]。在有益微生物的作用下，植株根系吸收面積增大，葡萄植株對營養物質的吸收增加，從而促使其生長，改善葡萄果實品質[13]。目前，對不同栽培模式下葡萄根際微生物的研究尚鮮見報道，且都局限于一個時期，就不同栽培模式下各物候期對根際微生物影響的分析尚未見報道。本試驗研究在水肥等管理措施一致的條件下，避雨栽培和露地栽培各物候期葡萄植株根際微生物種群和數量的差異，以期為葡萄園土壤質量及根際土壤肥力的改善提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗園位于四川省夾江縣甘霖鎮新生村1組，面積約6.67 hm2，屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年日照時數1 001 h，2—8月日照時數736 h。年降雨量1 357 mm，2—8月降雨量1 007 mm，空氣相對濕度81%，海拔391.5～531.5 m，年均溫17.1 ℃，1月均溫7.5 ℃，7月均溫27.0 ℃，≥10 ℃積溫5 514.9 ℃。

試驗于2017年2—8月進行。試驗地土壤為黏壤土，肥力條件一致，均為人工澆灌，覆蓋天膜和地膜。試驗地巨峰葡萄為雙十字“V”型架，行距3.0 m，株距1.0～2.0 m。

1.2 土壤取樣方法

分別于葡萄萌芽期、展葉期、開花期、坐果期、轉色期和成熟期[14]在試驗地點隨機選取2年生避雨栽培和露地栽培的巨峰葡萄各3株，采集根際土壤，每個物候期采集6個土樣，共36個土樣。采樣深度為5～30 cm，采樣時用小鏟挖出部分葡萄根系，去掉附著在根上較大的土塊，黏著于根上的土用無菌毛刷刷進無菌袋，封口，采集土樣置于4 ℃冰箱保存備用[15]。

1.3 土壤微生物分離培養及計數

葡萄植株根際微生物主要為細菌、真菌和放線菌，三大類群均采用稀釋涂布平板法分離計數，結果以每克土菌落形成單位數（cfu）表示。真菌采用馬鈴薯培養基培養，細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基培養，放線菌采用高氏一號培養基培養。接種后，將含高氏一號培養基和馬鈴薯培養基的平板倒置于28 ℃恒溫培養箱中培養3～5 d，含牛肉膏蛋白胨培養基的平板倒置于37 ℃恒溫培養箱中培養1～2 d，計數后計算每克土中的微生物數量[16]。

每克土中菌落形成單位數（cfu）=同一稀釋度3次重復的平均菌落數×稀釋倍數×10

1.4 數據處理與分析

用Excel 2010進行數據處理，采用可重復雙因素方差分析，用SSR法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同物候期兩種栽培方式土壤細菌含量變化

細菌作為土壤微生物中數量最多的類群，能分解土壤中的有機質，進行氨化作用等。

兩種栽培方式下根際土壤中的細菌菌落數在各物候期的變化規律相同（見圖1），均是先增加后降低。

避雨栽培條件下，萌芽期菌落數最少，為10.567×106 cfu·g-1，從萌芽期到開花期逐漸增多，以展葉期到開花期增幅最為明顯，開花期細菌菌落數達到最多，為32.45×106 cfu·g-1。露地栽培條件下，菌落數由萌芽期（4.643×106 cfu·g-1）逐漸增多，直至開花期達到最大值（8.667×106 cfu·g-1）。

開花期之后菌落數逐漸下降，避雨栽培條件下，菌落數下降至16.062×106（成熟期）cfu·g-1；露地栽培條件下，菌落數下降至3.978×106 cfu·g-1（成熟期）。

從表1的分析結果可以看出，栽培模式、物候期及兩者的交互作用均對葡萄植株根際細菌數量有極顯著影響。

兩種栽培模式比較，各物候期避雨栽培的細菌菌落數均極顯著高于露地栽培。避雨栽培萌芽期、展葉期、開花期、坐果期、轉色期、成熟期的每克土菌落數依次高出露地栽培5.92×106、12.30×106、23.78×106、23.21×106、23.12×106、12.03×106 cfu。

2.2 不同物候期兩種栽培方式土壤真菌含量變化

兩種栽培方式下，各個物候期真菌菌落數均呈現下降趨勢，即萌芽期最高，成熟期最少（見圖2）。避雨栽培條件下，萌芽期的真菌菌落數為41.2×104 cfu·g-1，較成熟期高24.7×104 cfu·g-1；露地栽培條件下，真菌數量由萌芽期的20.7×104 cfu·g-1降低到成熟期的6.5×104 cfu·g-1。

避雨栽培萌芽期、展葉期、開花期、坐果期、轉色期、成熟期真菌菌落數較露地栽培分別多99.03%、127.34%、108.84%、121.36%、132.64%、153.85%。

有益真菌能夠分解土壤中的有機質，促進腐殖質形成，進行氨化作用等[17]，但有些真菌能合成植物毒素，有些具有致病性，對植物的生長造成威脅。根際真菌數量的變化與其生長所需基質含量、土壤含水率等相關[18]。

從表2的分析結果可以看出，栽培模式、物候期對葡萄植株根際真菌數量都有極顯著的影響，但栽培模式及物候期的互作對真菌數量的影響不顯著。

2.3 不同物候期兩種栽培方式土壤放線菌含量變化

放線菌適宜在含水量較低、弱堿性的環境下生長繁殖，其能分解土壤中的有機物。大部分放線菌能產生抗菌素，一方面促進植物生長，另一方面對病原微生物具一定的抑制作用。不同物候期兩種栽培模式對土壤放線菌影響的方差分析顯示：栽培模式、物候期及兩者的互作均極顯著影響著葡萄植株根際土壤放線菌的數量（見表3）。

兩種栽培模式比較，各個物候期避雨栽培放線菌菌落數均高于露地栽培，從萌芽期到成熟期依次高出露地栽培6.62×104、19.33×104、58.00×104、33.45×104、30.56×104、29.00×104 cfu·g-1。

如圖3所示，避雨栽培條件下，根際土壤中放線菌菌落數萌芽期最少，其后隨葡萄植株的生長逐漸增多，在開花期達到最大值（76.58×105 cfu·g-1），開花期至成熟期逐漸減少；露地栽培條件下，根際土壤中放線菌菌落數由萌芽期開始增加，到坐果期數量最多，之后開始逐漸下降，直至成熟期降到低值（15.05×105 cfu·g-1）。

3 討論

葡萄植株根際土壤微生物的主要類群——細菌、真菌和放線菌，組成了根際土壤微生物的主要生物量，其數量隨土壤溫度、濕度、根際養分、根系分泌物等的不同而變化。

本試驗中，避雨栽培與露地栽培兩種栽培模式，三大類群微生物數量，均是細菌>放線菌>真菌。這與馮金玲等[19]對不同栽培模式對油茶根際土壤微生物數量的影響的研究結果一致。

兩種栽培方式各物候期的細菌菌落數變化規律一致，均是萌芽期至開花期逐漸增加，后開始下降；避雨栽培放線菌菌落數變化規律與該栽培模式下細菌菌落數一致，而露地栽培放線菌菌落數與避雨栽培及該栽培方式下的細菌菌落數的變化規律均不相同，此條件下放線菌菌落數由萌芽期開始隨物候期的變化逐漸增加，至坐果期菌落數達到最大值，之后逐漸下降。這與胡元森等對黃瓜不同生育期根際微生物區系變化的研究結果[20]基本一致。一方面，可能是由于隨季節的變化，開花期、坐果期氣溫升高，土壤溫度及濕度適宜，根系活力增強，更適宜于細菌、放線菌生長繁殖，從而使細菌、放線菌數量增加；且溫度與濕度對根系分泌物的分泌產生影響，大部分植物的分泌作用速度隨溫度升高而升高，從而對微生物的數量產生影響；至開花期、坐果期，葡萄生長發育旺盛，植株新陳代謝強，需充足的養分供其生長，而致使根際區系的養分缺乏，細菌、放線菌數量呈下降趨勢。另一方面，開花期、坐果期植株生長旺盛，根系分泌作用強，分泌物種類繁多，根際土壤營養豐富，而到生長后期，根系分泌物隨根系的衰老而減少，使細菌和放線菌數量減少。兩種栽培方式下的真菌菌落數均是隨物候期的變化逐漸下降，這與杜宣延[21]、徐瑞富[22]等的研究結果不一致，是否因其受生長所需基質含量等的影響，或細菌和放線菌限制了真菌的生長，亦或致病真菌的數量減少造成，尚不明確。

大約 90%的土壤反應過程均有土壤微生物的參與[23]，促進土壤中的物質循環與能量流動?；葜衩返鹊难芯勘砻?，土壤中有機質、全N、全P、速效K的含量與土壤微生物數量表現出顯著或極顯著正相關[24]。因此，土壤微生物的主要類群是土壤礦質養分及有機質形成、累積的重要因子，其特征可指示土壤質量，評價土壤肥力。

本試驗對微生物的分離主要采用傳統分離培養的方法，而傳統培養法只能培養大約1%的微生物，導致大量微生物不能被分離培養出來。但總體而言，運用此方法也可分析出避雨栽培與露地栽培兩種栽培方式下根際微生物數量的顯著性差異，及其數量隨物候期的變化而表現出的動態現象。試驗結果表明，避雨栽培能促進葡萄植株根際微生物的生長繁殖，提高根際微生物的數量，進而提高土壤質量，增加土壤肥力；同時，根際微生物的數量也隨物候期的不同而發生變化。

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（責任編輯：丁志祥）