避雨栽培及物候期对葡萄根际土壤微生物的影响

蔺君娜 刘芳 吴三林

摘 要 2017年2—8月，在四川省夹江县甘霖镇试验研究了葡萄避雨栽培模式和露地栽培模式及物候期对巨峰葡萄根际土壤微生物数量的影响。结果：栽培模式、物候期及两者的互作对葡萄植株根际土壤中的细菌、放线菌数量有极显著影响，但栽培模式与物候期的互作对真菌数量的影响不显著。两种不同栽培模式下不同微生物菌落数比较，细菌最多，放线菌次之，真菌最少；避雨栽培三大类群根际土壤微生物的菌落数均明显高于露地栽培；根际土壤细菌、放线菌的菌落数随葡萄物候期，呈现出先增加后减少的趋势，真菌的数量则从萌芽期至成熟期逐渐下降。

关键词 葡萄；避雨栽培；物候期；根际微生物

中图分类号：Q939.96 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.19.002

葡萄为葡萄科（Vitaceae Lindl.）葡萄属（Vitis L.）多年生落叶木质藤本植物，生活于暖温带及亚热带气候条件，是世界上栽培历史最长、产量最大的果树种类之一[1]。我国是世界上葡萄属植物种植资源最丰富的国家，原产种类达38个种[2]。葡萄性喜干爽的气候、充足的阳光，在南方多地不适合种植，但随着避雨栽培模式的推广，葡萄种植在南方地区迅速发展，至2015年，四川地区葡萄的种植面积已达2.98万公顷，总产量33.46万吨，成为效益农业之一。

葡萄的避雨栽培是在其生长季节，为防止雨水直接冲刷葡萄枝叶，将塑料薄膜覆盖于钢架或竹架拱形棚顶部的一种简易、有效的栽培模式[3]。该栽培模式能有效改善葡萄生长的小环境，降低生理落果，降低炭疽病、白粉病等病害的发病率，减少红蜘蛛、金龟子等病蟲害的发生[4]。同时，因其使土壤温度、湿度等理化性质发生改变[5]，使植物根系分泌物的分泌受到影响，直接或间接影响着植物根际微生物的数量[6]。在植物生长的各个阶段，一方面因其自身生长所需养分不同，造成土壤养分不同，另一方面因植物根系分泌物随生育期或物候期的不同而变化，使植株根际微生物的数量发生改变[7-9]。

生长繁殖在植物根系直接影响的土壤范围内的微生物即为根际微生物，其与植物根系相互作用形成独特的微生态环境。植物根际微生物是土壤生态系统中最活跃的部分，其特征可作为评价土壤肥力的指标之一[10]，且因其不间断地参与土壤生态系统中有机质的分解、腐殖质的形成等物质循环和能量流动，对植物体从土壤获取养分产生根本影响，是植物生长不可缺少的部分[11-12]。在有益微生物的作用下，植株根系吸收面积增大，葡萄植株对营养物质的吸收增加，从而促使其生长，改善葡萄果实品质[13]。目前，对不同栽培模式下葡萄根际微生物的研究尚鲜见报道，且都局限于一个时期，就不同栽培模式下各物候期对根际微生物影响的分析尚未见报道。本试验研究在水肥等管理措施一致的条件下，避雨栽培和露地栽培各物候期葡萄植株根际微生物种群和数量的差异，以期为葡萄园土壤质量及根际土壤肥力的改善提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验园位于四川省夹江县甘霖镇新生村1组，面积约6.67 hm2，属亚热带季风性湿润气候，年日照时数1 001 h，2—8月日照时数736 h。年降雨量1 357 mm，2—8月降雨量1 007 mm，空气相对湿度81%，海拔391.5～531.5 m，年均温17.1 ℃，1月均温7.5 ℃，7月均温27.0 ℃，≥10 ℃积温5 514.9 ℃。

试验于2017年2—8月进行。试验地土壤为黏壤土，肥力条件一致，均为人工浇灌，覆盖天膜和地膜。试验地巨峰葡萄为双十字“V”型架，行距3.0 m，株距1.0～2.0 m。

1.2 土壤取样方法

分别于葡萄萌芽期、展叶期、开花期、坐果期、转色期和成熟期[14]在试验地点随机选取2年生避雨栽培和露地栽培的巨峰葡萄各3株，采集根际土壤，每个物候期采集6个土样，共36个土样。采样深度为5～30 cm，采样时用小铲挖出部分葡萄根系，去掉附着在根上较大的土块，黏着于根上的土用无菌毛刷刷进无菌袋，封口，采集土样置于4 ℃冰箱保存备用[15]。

1.3 土壤微生物分离培养及计数

葡萄植株根际微生物主要为细菌、真菌和放线菌，三大类群均采用稀释涂布平板法分离计数，结果以每克土菌落形成单位数（cfu）表示。真菌采用马铃薯培养基培养，细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基培养，放线菌采用高氏一号培养基培养。接种后，将含高氏一号培养基和马铃薯培养基的平板倒置于28 ℃恒温培养箱中培养3～5 d，含牛肉膏蛋白胨培养基的平板倒置于37 ℃恒温培养箱中培养1～2 d，计数后计算每克土中的微生物数量[16]。

每克土中菌落形成单位数（cfu）=同一稀释度3次重复的平均菌落数×稀释倍数×10

1.4 数据处理与分析

用Excel 2010进行数据处理，采用可重复双因素方差分析，用SSR法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同物候期两种栽培方式土壤细菌含量变化

细菌作为土壤微生物中数量最多的类群，能分解土壤中的有机质，进行氨化作用等。

两种栽培方式下根际土壤中的细菌菌落数在各物候期的变化规律相同（见图1），均是先增加后降低。

避雨栽培条件下，萌芽期菌落数最少，为10.567×106 cfu·g-1，从萌芽期到开花期逐渐增多，以展叶期到开花期增幅最为明显，开花期细菌菌落数达到最多，为32.45×106 cfu·g-1。露地栽培条件下，菌落数由萌芽期（4.643×106 cfu·g-1）逐渐增多，直至开花期达到最大值（8.667×106 cfu·g-1）。

开花期之后菌落数逐渐下降，避雨栽培条件下，菌落数下降至16.062×106（成熟期）cfu·g-1；露地栽培条件下，菌落数下降至3.978×106 cfu·g-1（成熟期）。

从表1的分析结果可以看出，栽培模式、物候期及两者的交互作用均对葡萄植株根际细菌数量有极显著影响。

两种栽培模式比较，各物候期避雨栽培的细菌菌落数均极显著高于露地栽培。避雨栽培萌芽期、展叶期、开花期、坐果期、转色期、成熟期的每克土菌落数依次高出露地栽培5.92×106、12.30×106、23.78×106、23.21×106、23.12×106、12.03×106 cfu。

2.2 不同物候期两种栽培方式土壤真菌含量变化

两种栽培方式下，各个物候期真菌菌落数均呈现下降趋势，即萌芽期最高，成熟期最少（见图2）。避雨栽培条件下，萌芽期的真菌菌落数为41.2×104 cfu·g-1，较成熟期高24.7×104 cfu·g-1；露地栽培条件下，真菌数量由萌芽期的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、展叶期、开花期、坐果期、转色期、成熟期真菌菌落数较露地栽培分别多99.03%、127.34%、108.84%、121.36%、132.64%、153.85%。

有益真菌能够分解土壤中的有机质，促进腐殖质形成，进行氨化作用等[17]，但有些真菌能合成植物毒素，有些具有致病性，对植物的生长造成威胁。根际真菌数量的变化与其生长所需基质含量、土壤含水率等相关[18]。

从表2的分析结果可以看出，栽培模式、物候期对葡萄植株根际真菌数量都有极显著的影响，但栽培模式及物候期的互作对真菌数量的影响不显著。

2.3 不同物候期两种栽培方式土壤放线菌含量变化

放线菌适宜在含水量较低、弱碱性的环境下生长繁殖，其能分解土壤中的有机物。大部分放线菌能产生抗菌素，一方面促进植物生长，另一方面对病原微生物具一定的抑制作用。不同物候期两种栽培模式对土壤放线菌影响的方差分析显示：栽培模式、物候期及两者的互作均极显著影响着葡萄植株根际土壤放线菌的数量（见表3）。

两种栽培模式比较，各个物候期避雨栽培放线菌菌落数均高于露地栽培，从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。

如图3所示，避雨栽培条件下，根际土壤中放线菌菌落数萌芽期最少，其后随葡萄植株的生长逐渐增多，在开花期达到最大值（76.58×105 cfu·g-1），开花期至成熟期逐渐减少；露地栽培条件下，根际土壤中放线菌菌落数由萌芽期开始增加，到坐果期数量最多，之后开始逐渐下降，直至成熟期降到低值（15.05×105 cfu·g-1）。

3 讨论

葡萄植株根际土壤微生物的主要类群——细菌、真菌和放线菌，组成了根际土壤微生物的主要生物量，其数量随土壤温度、湿度、根际养分、根系分泌物等的不同而变化。

本试验中，避雨栽培与露地栽培两种栽培模式，三大类群微生物数量，均是细菌>放线菌>真菌。这与冯金玲等[19]对不同栽培模式对油茶根际土壤微生物数量的影响的研究结果一致。

两种栽培方式各物候期的细菌菌落数变化规律一致，均是萌芽期至开花期逐渐增加，后开始下降；避雨栽培放线菌菌落数变化规律与该栽培模式下细菌菌落数一致，而露地栽培放线菌菌落数与避雨栽培及该栽培方式下的细菌菌落数的变化规律均不相同，此条件下放线菌菌落数由萌芽期开始随物候期的变化逐渐增加，至坐果期菌落数达到最大值，之后逐渐下降。这与胡元森等对黄瓜不同生育期根际微生物区系变化的研究结果[20]基本一致。一方面，可能是由于随季节的变化，开花期、坐果期气温升高，土壤温度及湿度适宜，根系活力增强，更适宜于细菌、放线菌生长繁殖，從而使细菌、放线菌数量增加；且温度与湿度对根系分泌物的分泌产生影响，大部分植物的分泌作用速度随温度升高而升高，从而对微生物的数量产生影响；至开花期、坐果期，葡萄生长发育旺盛，植株新陈代谢强，需充足的养分供其生长，而致使根际区系的养分缺乏，细菌、放线菌数量呈下降趋势。另一方面，开花期、坐果期植株生长旺盛，根系分泌作用强，分泌物种类繁多，根际土壤营养丰富，而到生长后期，根系分泌物随根系的衰老而减少，使细菌和放线菌数量减少。两种栽培方式下的真菌菌落数均是随物候期的变化逐渐下降，这与杜宣延[21]、徐瑞富[22]等的研究结果不一致，是否因其受生长所需基质含量等的影响，或细菌和放线菌限制了真菌的生长，亦或致病真菌的数量减少造成，尚不明确。

大约 90%的土壤反应过程均有土壤微生物的参与[23]，促进土壤中的物质循环与能量流动。惠竹梅等的研究表明，土壤中有机质、全N、全P、速效K的含量与土壤微生物数量表现出显著或极显著正相关[24]。因此，土壤微生物的主要类群是土壤矿质养分及有机质形成、累积的重要因子，其特征可指示土壤质量，评价土壤肥力。

本试验对微生物的分离主要采用传统分离培养的方法，而传统培养法只能培养大约1%的微生物，导致大量微生物不能被分离培养出来。但总体而言，运用此方法也可分析出避雨栽培与露地栽培两种栽培方式下根际微生物数量的显著性差异，及其数量随物候期的变化而表现出的动态现象。试验结果表明，避雨栽培能促进葡萄植株根际微生物的生长繁殖，提高根际微生物的数量，进而提高土壤质量，增加土壤肥力；同时，根际微生物的数量也随物候期的不同而发生变化。

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（责任编辑：丁志祥）