大蒜套作对温室茄子根际土壤微生物数量与土壤酶活性的影响

秦 伟，陈 昆，赵跃锋

（商丘市农林科学院蔬菜研究所，河南商丘476000）

为使茄子获得较高的经济效益，种植户常在冬季利用日光温室对其进行反季节栽培，但常年种植带来的连作障碍以及相对单一的品种会造成土壤微生物种群结构失衡，土壤盐渍化加重，病虫害加剧，作物品质降低，降低了种植户的经济收入。露地栽培可通过合理轮作减轻连作障碍[1]，但在温室比较难以实现。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。有关大蒜与番茄[2-3]、玉米[4]、辣椒[5]、黄瓜[6]、大豆[7]等作物套作的研究已有较多报道，而有关套作大蒜对茄子的影响较少，只有王梦怡[8]对大棚茄子连续套作大蒜的生态效应进行了研究。目前，缺乏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。

本试验以大蒜和茄子为试材，测定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，以期为解决温室茄子连作障碍提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

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7日在商丘市农林科学院试验站日光温室中进行。试验设置12个小区，每小区面积21 m2，东西宽3 m、南北长7 m，小区四周垂直深埋60 cm的塑料膜，小区间隔100 cm。10月7日在12个小区内种植长势一致的4叶1心茄子幼苗，行距70 cm，株距40 cm，每小区种植3行；随机选取3个小区作对照（CK）；再随机选取3个小区，在茄子两侧种植大蒜，大蒜与茄子行距25 cm，记作处理 1（E1G1）；15 d后（10月 22日）再随机选取3个小区按照上述方法种植大蒜，记作处理2（E2G2）；30 d（11月 6日）后在最后 3个小区按照上述方法种植大蒜，记作处理3（E3G3）。采取S形取样法于2017年12月15日、12月30日，2018年1月14日、1月29日和2月13日各取样1次，每次每小区取4个点，3次重复，采用抖土法采集根际土壤。

1.3 测定项目及方法

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[9]。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[10]。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2007进行数据处理和作图，采用SPSS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际土壤氨化细菌数量的影响

从表1可以看出，大蒜不同种植时期对温室茄子根际土壤氨化细菌数量影响差异明显。在同一取样时期，E1G1，E2G2和E3G3处理的真菌数量均高于对照，且以E1G1处理最高，E2G2处理次之，这表明套作大蒜有利于温室茄子根际氨化细菌数量的增加。对照和处理的氨化细菌数量均随取样时间的增加而增加，且85 d时增幅最高，此时E1G1，E2G2和E3G3处理较对照分别增加69.66%，49.72%和29.97%，与对照差异达极显著水平（P＜0.01）。

表1 套作大蒜对温室茄子根际土壤氨化细菌数量的影响 ×106cfu/g

2.2 套作大蒜对温室茄子根际土壤硝化细菌数量的影响

由表2可知，在5个取样时期内，套作大蒜的茄子植株根际硝化细菌数量均高于对照，且均与对照达到极显著差异水平（P＜0.01）；在同一取样时期内，大蒜种植时间越早，温室茄子根际硝化细菌数量越多，硝化细菌数量与大蒜套作时间早晚表现出正相关关系，这表明温室茄子套作大蒜有利于茄子根际土壤硝化细菌数量的增多。对照和处理的硝化细菌数量均随生育期的延长而增加，但在90 d时增幅低于85 d时，这可能是因为此时期的温室大蒜已由营养生长开始向生殖生长转变，植株根系生长减慢、根系分泌物减少所致。

表2 套作大蒜对温室茄子根际土壤硝化细菌数量的影响 ×103cfu/g

2.3 套作大蒜对温室茄子根际土壤磷酸酶活性的影响

从表3可以看出，同一取样时期内，茄子根际土壤磷酸酶活性以套作大蒜的处理高于对照，酶活性高低表现为E1G1＞E2G2＞E3G3＞CK，40 d时E2G2，E3G3处理与对照间差异不显著，而E1G1处理与对照间达到显著差异；55，70，85，90 d 时各处理与对照间差异均达到显著以上水平（P＜0.05），55，90 d时E1G1与E2G2处理间差异显著，其他处理时期差异不明显。随着取样时间的延长，处理和对照的磷酸酶活性均表现出逐渐升高的变化趋势。

表3 套作大蒜对温室茄子根际土壤磷酸酶活性的影响 mg/g

2.4 套作大蒜对温室茄子根际土壤脲酶活性的影响

由表4可知，随取样时间增加，对照和E1G1，E2G2，E3G3处理下的茄子根际脲酶活性逐渐升高。在相同取样时期内，E1G1，E2G2，E3G3处理的脲酶活性均高于对照，其中，E1G1处理在40，55，70，85，90 d这5个取样时期脲酶活性较对照分别提高8.57%，25.00%，23.08%，30.00%和31.71%，与对照间差异达极显著水平（P＜0.01），表明套作大蒜较茄子单作更有利于根际脲酶活性的提高。

表4 套作大蒜对温室茄子根际土壤脲酶活性的影响 mg/g

3 讨论

隶属不同科属间的作物在田间进行套作、间作种植对土壤微生物数量的增加有利，还可通过竞争抑制有害生物种群的繁殖，减轻病虫草危害，提高土壤肥力，促进作物增产稳产。本试验结果表明，与温室茄子单作相比，套作大蒜能够提高温室茄子根际土壤氨化细菌和硝化细菌数量，且大蒜种植时间越早温室茄子根际土壤氨化细菌和硝化细菌数量越多，这可能是因为大蒜根际分泌的糖类、氨基酸和维生素等为根际微生物的生存和繁殖提供了充足的营养物质[11]；随着生育期延长，对照和处理的氨化细菌和硝化细菌数量均呈现升高趋势，这可能是因为植株在形态建成过程中根系不断生长，根量增多，分泌物随之增多，加之后期外界气温回升使大蒜植株新陈代谢进一步加快，根系分泌物进一步增加，供应给根际微生物的养分更加充足，促进了微生物的生长繁殖[12]。土壤的硝化作用和氨化作用分别受到硝化细菌和氨化细菌的影响，此二者的增加有利于提高植株对氮素的利用率，促进茄子植株的形态建成，为后期丰产搭好架子。

土壤酶主要来源于微生物细胞，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影响[13]。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相关性[14]，蔗糖酶（转化酶）和过氧化氢酶与微生物的活动线性相关[15]。张昱[16]研究认为，套作蒜苗的玉米植株根际磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性均高于玉米单作下的土壤酶活性。闫伟明等[17]研究指出，套作大蒜可提高大棚番茄根际脲酶、磷酸酶和蔗糖酶等的活性，并提高碱解氮和速效磷含量。本试验结果表明，E1G1，E2G2和E3G3处理下茄子根系土壤磷酸酶和脲酶活力均高于单作茄子，且E1G1，E2G2和E3G3处理磷酸酶和脲酶活性高低与大蒜套作时期的早晚呈正相关，这可能是因为大蒜定植时期越早其生物量越高，植株根系相对发达，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[18]，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，氮磷元素的充分供应为茄子形态建成和后期丰产奠定了条件。