套作大蒜对温室茄子根系土壤微生物及酶活性的影响

2018-01-15秦伟陈昆赵跃锋

天津农业科学 2018年12期

秦伟陈昆赵跃锋

摘要：为探寻温室茄子套蒜栽培的最佳时期，以商茄1号和苍山白皮蒜为试材，设置茄子移栽第1天、第15天、第30天3个大蒜定植时期进行套作试验，以茄子单作作为对照，研究套作大蒜对温室茄子根系土壤微生物及酶活性的影响。结果表明，在同一采样时期，各处理茄子根系土壤细菌数量、磷酸酶和脲酶活性均表现为E1G1>E2G2>E3G3>CK，说明套作大蒜的茄子根系细菌数量和土壤酶活性均高于对照，且随着套作时间的推迟呈下降趋势；真菌数量则相反，表现为CK>E3G3>E2G2>E1G1；随着采样时间的推迟，套作处理和对照茄子根系细菌数量呈先升高后降低的趋势，均于85 d时达到最高，真菌数量和磷酸酶、脲酶活性则呈持续增加趋势。综合而言，套作大蒜可提高茄子根系土壤细菌数量和酶活性，有助于提高土壤肥力，同时可降低真菌数量，有助于促进土壤改良，就土壤微生物及酶活性指标而言，各套作处理以E1G1即茄子移栽第1天套作大蒜效果最佳。

关键词：茄子；大蒜；套作；酶活；微生物；土壤

中图分类号：S641.1 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.012

Abstract： In order to explore the optimum period of garlic intercropping with eggplant in greenhouse， the experiment was conducted with Shangqie No. 1 and Cangshanbaipi garlic， three garlic intercropping stages were set， including the 1st， 15th and 30th day from eggplant transplanting date， and the eggplant monoculture was as control. The effects of garlic intercropping on soil microorganisms and enzyme activities of eggplant roots in greenhouse were studied. The results showed that at the same sampling period， the bacteria number， phosphatase and urease activities in eggplant roots were as follows： E1G1 > E2G2 > E3G3 > CK， indicating that the number of bacteria and soil enzyme activities in garlic intercropping treatments were decreased with the postpone of the intercropping date， and all the three treatments were higher than the CK. The fungi number in eggplant roots was as follows： CK> E3G3>E2G2> E1G1.Both in the garlic intercropping treatments and CK， the bacteria number in eggplant roots was increased first and then decreased with the delay in sampling time， and the highest value was at 85 days， while the fungi number， phosphatase and urease activity increased continuously. In conclusion， garlic intercropping could increase the soil bacteria number and enzyme activities in eggplant root system improving the soil fertility， and reduce the fungi number promoting soil improvement. According to soil microorganisms and enzyme activities analysis， E1G1 treatment was the optimal intercropping stage.

Key words： eggplant； garlic； intercropping； enzyme activity； microorganism； soil

通過日光温室对茄子进行反季节栽培是北方地区种植户获得高收益的重要途径，但如果常年在同一个温室种植茄子会出现连作障碍，而常年不变的栽培习惯和相对单一的品种种植又使土壤微生物种群结构进一步失衡，土壤盐渍化加重，病虫害增加，作物品质降低，阻碍了茄子的连年种植[1]。露地栽培可通过合理轮作减轻连作障碍[2]，但在温室较难实现，而适宜的套作模式可通过改变温室土壤的微环境来改良土壤结构、保持土壤肥力。有研究表明，大蒜套作番茄[3]、甘蓝[4]等作物，可显著影响番茄的产量，甘蓝田害虫数量等，有关套作大蒜和茄子方面，王梦怡[5]研究了连续套作大蒜对大棚茄子的生态效应，但有关大蒜不同套作时期对茄子根系土壤微生物和酶活性的研究尚未见报道。

本试验以大蒜和茄子为试材，研究大蒜不同套作时期对温室茄子根系土壤微生物和酶活性的影响，以期为温室茄子连年种植提供技术理论支持，为套作缓解连作障碍的机制提供数据参考。

1 材料和方法

1.1 材料

供试茄子品种为商丘市农林科学院蔬菜研究所培育的商茄1号；大蒜品种为山东农业大学提供的苍山白皮蒜。

1.2 试验设计

试验于2017年10月—2018年2月在商丘市农林科学院试验站进行。试验设置4个大蒜套作茄子处理，分别为CK（无套作），E1G1为茄子移栽时（10月7日），E2G2为茄子移栽15 d后（10月22日），E3G3为茄子移栽30 d后（11月6日）套作。每个处理3个重复，共计12个小区，每小区长×宽为7 m×3 m，共计21 m2，小区四周垂直深埋60 cm的塑料膜，小区间间隔100 cm。10月7日各小区移栽长势一致的4叶1心茄子幼苗，行距70 cm，株距40 cm，每小区种植3行；套作模式即在茄子两侧种植大蒜，大蒜与茄子行距25 cm。

用S形取样法于E3G3处理套作后40 d（2017年12月15日），55 d（2017年12月30日），70 d（2018年1月14日），85 d（2018年1月29日）和100 d（2018年2月13日）各取样1次，每次每小区取4个点并充分混匀，采用抖土法采集茄子根系土壤。

1.3 测定项目及方法

采用稀释平板计数法测定细菌和真菌数（cfu·g-1干土），每克样品菌数=同一个稀释度几次重复的菌落平均数×V×稀释倍数。

在特化液体培养基上对硝酸细菌和氨化细菌进行培养，采用最大或然计数法（MPN）测定根际土壤所含活菌数[3]。

脲酶活性测定采用靛酚比色法，磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠法[4]。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据处理和作图，采用DPS 7.02软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 套作大蒜对温室茄子根系土壤细菌数量的影响

由表1可知，在同一采样时间，各处理茄子根系土壤细菌数量表现为E1G1>E2G2>E3G3>CK，除100 d時E3G3处理与对照差异不显著外，其他处理均与同一时期内的对照差异间极显著（P<0.01），且套作大蒜越早的茄子处理其细菌数量越高，这表明套作大蒜有利于温室茄子植株根系土壤细菌数量的增加；随着采样时间的推迟，对照和套作处理茄子根系细菌数量均呈先增加后降低的趋势，且均于85 d时达到峰值，此时E1G1、E2G2和E3G3处理细菌数量较对照分别增加83.98%，68.14%，41.18%。

2.2 套作大蒜对温室茄子根系土壤真菌数量的影响

从表2可以看出，在同一采样时期，各处理茄子根系土壤真菌数量表现为CK>E3G3>E2G2>E1G1，其中E1G1和E2G2处理在各采样时间均极显著低于对照（P<0.01），而E3G3除在40 d时与对照差异不显著（P>0.05）外，其他采样时间均显著低于对照（P<0.05），表明套作大蒜可降低温室茄子根系真菌数量；随采样时间的推迟，对照和套作处理均表现出逐渐升高的变化规律，其中，100 d时E1G1、E2G2、E3G3较对照分别降低了44.93%，14.68%和9.76%。

2.3 套作大蒜对温室茄子根系土壤磷酸酶活性的影响

由表3可知，同一采样时期内，茄子根系土壤磷酸酶活性表现为E1G1>E2G2>E3G3>CK，40 d时E1G1处理显著高于对照（P<0.05），其他处理与对照差异不显著（P>0.05），其他采样时间，除55 d时E3G3与对照差异不显著（P>0.05）外，套作大蒜处理均显著高于对照（P<0.05）；随着采样时间的推迟，套作处理和对照的磷酸酶活性均表现出逐渐升高的变化趋势，100 d时，E1G1、E2G2、E3G3分别较对照提高了32.70%，18.24%，15.09%。

2.4 套作大蒜对温室茄子根系土壤脲酶活性的影响

由表4可知，同一采样时期内，茄子根系土壤脲酶活性亦表现为E1G1>E2G2>E3G3>CK，40 d时，E1G1显著高于对照（P<0.05），55 d时，E1G1和E2G2显著高于对照（P<0.05），其他采样时间，各套作处理均显著高于对照（P<0.05），表明套作大蒜较茄子单作更有利于根系脲酶活性的提高；随采样时间的推迟，套作处理和对照茄子根系土壤脲酶活性均呈增加趋势，100 d时，E1G1、E2G2、E3G3分别较对照提高了31.71%、24.39%和14.63%。

3 结论与讨论

已有研究表明，土壤微生物活性水平可用土壤中真菌和细菌等主要微生物群体的组成及其数量的变化进行表征[6-7]，其菌群比例的变化又被作为衡量土壤肥力状况的重要指标之一。本试验结果表明，随着采样时间的推迟，对照和套作处理茄子根际土壤细菌表现为先增加后降低的趋势，而真菌数量表现为逐渐增加的变化趋势；在同一采样时期，套作大蒜处理的真菌数量均低于对照，而细菌数量均高于对照，其中真菌数量随大蒜套作时间的推迟（由移栽1 d、15 d至30 d）呈增加趋势，而细菌数量则呈减少趋势。根际土壤细菌数量的增加表明植株根系土壤肥力增加，而真菌数量的降低反映出土壤性状的改良，这不仅有利于提高植株根系对外界养分的吸收能力，还可以减少病害的发生[8]。而徐金强等[9]研究认为，大蒜秸秆在增加温室番茄根际土壤细菌数量的同时，也促进了真菌数量的提高，与本试验结果不一致，可能是由于土壤细菌和真菌对不同植物间的套作存在不同的响应机制。

土壤酶是土壤中最活跃的有机成分之一，对土壤物质循环、养分释放及土壤代谢有重要的影响。有研究得出，土壤微生物数量与土壤酶活性具有一定的相关关系，如脲酶活性与土壤微生物数量具有正相关性[10]，脲酶、蔗糖酶（转化酶）和过氧化氢酶与微生物的活动线性正相关[11]。张昱[12]研究认为，套作蒜苗的玉米植株根系磷酸酶和蔗糖酶活性均高于玉米单作。闫伟明等[13]研究指出，套作大蒜可提高大棚番茄根系脲酶、磷酸酶和蔗糖酶等酶的活性，并可提高碱解氮和速效磷含量。本试验结果表明，E1G1，E2G2和E3G3处理茄子根系土壤磷酸酶和脲酶活性均高于单作茄子对照，且均随着大蒜套作时间的推迟呈下降趋势，即套作越早，土壤磷酸酶和脲酶活性越高，可能是因为大蒜定植时期越早植株根系越发达，根系分泌物相对旺盛，而根系分泌物可通过为根际微生物提供纤维素、糖类等养分来改变根际微环境，间接提高土壤酶活性，脲酶活性的提高加快了土壤中有机氮的转化速率，磷酸酶活性的增加加快了土壤有机磷的矿化，氮磷元素的有效利用为茄子形态建成和后期丰产奠定了条件[14]。

参考文献：

[1]郝彦斐.茄子连作障碍的研究进展[J].农技服务，2015，32（11）：12-48.

[2]张俊平，贾利英.小麦/玉米/玉米间套作的光分布特征及其利用研究[J].河北北方学院学报（自然科学版），2005，21（2）：33-36.

[3]刘同金，程智慧，孟焕文，等.套种番茄对大棚基质栽培大蒜生长和产量的影响[J].中国蔬菜，2013，12（24）：31-36.

[4]缪勇，高希武，江俊起，等.甘蓝与大蒜间作对甘蓝田主要害虫及节肢动物群落的影响[J].华南农业大学学报，2013，34（3）：352-355.

[5]王梦怡.连续套作大蒜对大棚连作茄子的生物效應和生态效应研究[D].杨凌：西北林业科技大学，2016.

[6]李阜棣，喻子牛，何绍江.农业微生物学实验技术[M].北京：中国农业出版社，1996：69-89.

[7]关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京：农业出版社，1986.

[8]袁龙刚，张军林，张朝阳，等.连作对辣椒根际土壤微生物区系影响的初步研究[J].陕西农业科学，2006（2）：49-50.

[9]徐金强，刘素慧，刘庆涛，等.大蒜秸秆还田对温室番茄连作土壤微生物及根结线虫病的影响[J].江苏农业科学，2017，45（7）：91-93， 97.

[10]CHIN W T， KROONTIE W. Urea hydrolysis and subsequent loss of ammonia[J]. Soil Science Society of America Journal， 1963， 27： 316-319.

[11]汤树得.土壤耕作对白浆土生物学活性的影响[J].中国土壤与肥料，1982（3）：13-15.