不同土壤质地对平邑甜茶幼苗连作障碍程度的影响

盛月凡，王海燕，乔鈜元，王玫，陈学森，沈向，尹承苗，毛志泉



不同土壤质地对平邑甜茶幼苗连作障碍程度的影响

盛月凡1，王海燕1，乔鈜元1，王玫1，陈学森1，沈向1，尹承苗1，毛志泉1

（山东农业大学园艺科学与工程学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018）

【目的】以平邑甜茶幼苗作为试材，研究不同土壤质地苹果园连作障碍发生程度及其差异机制，以便根据连作障碍可能发生的严重程度采用适宜的防治措施。【方法】取烟台莱州3种不同质地老果园土，在盆栽条件下设置连作砂壤土、连作壤土、连作黏壤土及各个质地土壤对应溴甲烷熏蒸处理，共6个处理，测定不同处理盆栽幼苗的生物量、土壤微生物数量、土壤酶活性、根系保护性酶活性、丙二醛（MDA）含量，使用实时荧光定量（qPCR）技术检测老果园土壤中主要有害真菌的数量变化。因3种土壤条件不同，故分别以3种土壤溴甲烷处理与各自连作处理上述指标的差异来表示连作障碍发生的程度，差异越大，连作障碍程度越严重。同时采用高效液相色谱法测定3种连作土壤中的酚酸类物质含量。【结果】与各自连作对照相比，黏壤土、砂壤土和壤土溴甲烷熏蒸处理植株干样质量分别提高了98.9%、87.9%和54.4%，说明黏壤土连作与溴甲烷处理差异最大，连作障碍程度最严重。与各自连作对照相比，黏壤土、砂壤土、壤土溴甲烷熏蒸处理植株的根系保护酶活性均显著提高，根呼吸速率显著增加，MDA含量明显降低。其中超氧化物歧化酶（SOD）活性分别是各自连作对照的2.63、1.80和1.53倍；过氧化物酶（POD）活性分别是连作的3.02、2.01和1.62倍，过氧化氢酶（CAT）活性分别是连作的3.25、2.61和2.11倍。黏壤土根系保护性酶差异最大，说明在连作黏壤土条件下，根系胁迫更严重。与各自连作对照相比，黏壤土、砂壤土、壤土溴甲烷熏蒸处理植株根呼吸速率分别提高了91.3%、69.4%和36.0%；MDA含量分别降低了51.3%、48.9%和33.1%。脲酶活性分别比连作降低了68.2%、64.2%和54.4%；磷酸酶活性分别比连作降低了25.6%、18.6%和8.18%。黏壤土、砂壤土和壤土溴甲烷熏蒸处理比各自连作对照真菌数量降低了85.8%、58.1%和72%，尖孢镰孢菌拷贝数比各自连作处理分别降低了87.5%、70.1%和66.3%，且连作黏壤土条件下尖孢镰孢菌拷贝数最多。连作条件下黏壤土的实测酚酸总量最高，为41.30 mg·kg-1。【结论】3种不同土壤质地中，黏壤土酚酸类物质含量高、土壤中尖孢镰孢菌为主的有害真菌最多、根系胁迫最严重，最终表现为连作平邑甜茶幼苗与溴甲烷熏蒸处理的生物量差异最大，而壤土则相反。

苹果连作障碍；土壤质地；土壤微生物；酚酸类物质

0 引言

【研究意义】我国是世界苹果最大的生产及贸易中心，苹果栽培面积最大、总产量最高、人均占有量最多、苹果出口量最大。随着种植年限的增加，近年来，仅山东省就有近0.67×105—1×105hm2苹果园面临更新[1-2]。在对老果园更新时，由于土地资源的限制，果树连作栽培无法避免，使得苹果连作障碍的发生具有普遍性[2-5]。连作障碍会使果实产量及品质降低，病虫害加重，树势衰弱甚至死亡，果农经济损失严重[3,6]。土壤理化性质的好坏会影响果树根系的生长发育和对养分的吸收能力，影响果树的高产[7]。我国苹果生产区域分布广泛，其中环渤海、西南冷凉高地、黄河故道和西北黄土高原为四大主要生产区域，土壤质地类型多样[7]。且土壤质地是土壤重要的物理性质之一[8]，是影响土壤潜在生产力的关键因素。研究不同质地土壤连作障碍发生程度及差异机制，即可根据连作障碍可能发生的程度采用适宜的防治措施，为防治连作障碍提供可行的技术措施。【前人研究进展】前人研究认为质地不同的土壤理化性状差别很大[8]，土壤质地影响土壤的总孔隙度，进而影响土壤的通气性和透光率[9]，从而影响苹果根系的呼吸速率；还会影响土壤的水分含量及养分状况，进而影响微生物的生存环境及代谢活性[10-11]，不同土壤质地的微生物群落结构存在差异。严永旺[12]研究表明土壤质地不同，微生物种群数量也存在显著差异。其中细菌、放线菌及总微生物数量以壤土较多，砂土较少；真菌数量以黏土较多，砂土较少。另外，土壤质地与土壤中酚类物质的含量也有一定的关系，王米兰等[13]研究发现土壤中的酚酸类物质与粉粒呈显著正相关，与黏粒正相关但未达到显著水平，与砂粒呈显著负相关。土壤砂粒越多，酚类含量越少。【本研究切入点】经前人研究可知，土壤质地不同，土壤微生物、酚酸类物质的种类和含量都有所不同，这三者与苹果再植后的生长发育密切相关，说明土壤质地的差异会影响苹果连作障碍的程度，但在这方面的研究却鲜有报道。【拟解决的关键问题】研究不同土壤质地苹果园连作障碍发生程度及差异机制，以便后期根据土壤质地不同初步判断苹果连作障碍的发生程度，并采取适宜的防治措施，达到经济高效的目的。

1 材料与方法

试验于2017年3—10月在山东农业大学南校区的国家苹果工程中心进行。

1.1 供试材料

试验用土取自烟台莱州三地（大沙岭、凤毛寨、湾头村）25年生老果园，根据美国制土壤分类标准，采用微吸管法测得大沙岭为砂壤土，凤毛寨为壤土，湾头村为黏壤土。土壤材料的土壤质地见表1，基本特性见表2。

试验材料为苹果砧木品种平邑甜茶（Rehd）的幼苗，待其长出6片真叶，选择长势均匀、健康的幼苗移栽至装有7.0 kg供试土壤的泥盆中，每盆定植2株幼苗，每个处理15盆，统一肥水管理。

取适量3种类型的土壤用溴甲烷熏蒸处理，分别设置溴甲烷熏蒸和连作两个处理，共6个处理。于2017年8月中旬取样，测定相关指标，因3地土壤条件不同，故以3地溴甲烷与连作处理各指标的差异来表示连作障碍发生的程度，差异越大，连作障碍程度越严重。

表1 供试土壤的机械组成

表2 供试土壤的基本特性

1.2 研究方法

植株生物量使用直尺、游标卡尺及电子天平测定。

采用稀释平板计数法测定土壤微生物数量，采用LB、PDA及高氏一号培养基检测土壤细菌、真菌、放线菌数量[14]。

参考毛志泉等[15]的试验方法测定根系的呼吸速率。

根系相关抗氧化酶和丙二醛（MDA）的含量参考赵世杰等[16]的方法测定。

土壤相关酶活性参考关松荫等[17]的方法测定。

酚酸类物质的含量采用尹承苗等[18]的方法测定。

参照王玫等[19]的方法，取过筛的新鲜土壤0.5 g，使用E.Z.N.A.®土壤DNA提取试剂盒提取DNA，用CFX96TMThermal Cycler（Bio-Rad）测定土壤中尖孢镰孢菌的基因拷贝数。

1.3 数据处理

Microsoft Excel 2007用于数据的计算及作图，SPSS19.0软件用于方差分析，使用邓肯氏新复极差法及t检验检测结果的差异显著性。

2 结果

2.1 供试植株生物量

溴甲烷熏蒸条件下平邑甜茶幼苗株高均比连作条件下有所增加。其中砂壤土增幅最大，达到35.2%；其次是黏壤土，达到了29.1%；壤土增幅最小，为26.3%。3种质地土壤溴甲烷熏蒸条件下平邑甜茶幼苗地径均比连作条件下有所增加。各处理差异表现为黏壤土>砂壤土>壤土，分别比连作条件下增加51.6%、31.2%和24.2%。3种土壤质地连作与溴甲烷处理的鲜样质量与干样质量差异显著，且趋势都为溴甲烷处理高于连作处理。砂壤土、壤土及黏壤土的溴甲烷处理鲜样质量比连作分别提高了85.7%、59.6%和104%。砂壤土、壤土及黏壤土的溴甲烷处理的干样质量比连作分别提高了87.9%、54.4%和98.9%。

2.2 土壤对土壤可培养微生物

如表4所示，3种土壤溴甲烷熏蒸处理的真菌数量均低于连作，黏壤土、砂壤土和壤土溴甲烷熏蒸处理分别比连作处理真菌数量降低81.4%、64.0%和75.2%。砂壤土溴甲烷熏蒸处理比连作处理细菌数量降低71.2%，壤土和黏壤土溴甲烷处理细菌数量均高于连作处理，分别是连作处理的6.57、7.24倍。砂壤土、壤土及黏壤土溴甲烷熏蒸处理放线菌数量均低于连作，分别比连作降低了76.5%、94.2%和90.8%。

2.3 幼苗根系抗氧化酶SOD、POD、CAT活性及MDA含量

3种质地土壤（砂壤土、壤土、黏壤土）溴甲烷熏蒸处理的根系抗氧化酶均高于连作，且差异显著。其中3地溴甲烷处理SOD活性分别是连作的1.80、1.53和2.63倍；POD活性分别是连作的2.01、1.62和3.02倍；CAT活性分别是连作的2.61、2.11和3.25倍。3种土壤溴甲烷处理与连作处理的MDA活性差异显著，溴甲烷熏蒸处理的均低于连作处理。3种土壤溴甲烷熏蒸处理与连作差异表现为黏壤土>砂壤土>壤土，比连作分别降低了51.3%、48.9%和33.1%。说明黏壤土溴甲烷处理与连作差异最大。

表3 不同质地连作土壤对平邑甜茶幼苗生物量的影响

两组测定结果采用T检验进行差异显著性分析，同一指标每一行后*代表同一土壤质地溴甲烷熏蒸处理与连作处理差异显著（<0.05），**表示同一土壤质地溴甲烷熏蒸处理与连作处理差异极显著（<0.01）。下同

The T-test was used to determine the significance of the difference between the two assays. * in each row of the same indicator represented a significant difference in the fumigation of methyl bromide treatment and the control of the same soil texture at the 0.05 level. ** indicates extremely significant difference between the fumigation of methyl bromide treatment and the control of the same soil texture at the 0.01 level. The same as below

表4 不同质地连作土壤对土壤可培养微生物的影响

两组测定结果采用T检验进行差异显著性分析，*代表同一土壤质地溴甲烷熏蒸处理与连作处理差异显著（P<0.05），**表示同一土壤质地溴甲烷熏蒸处理与连作处理差异极显著（P<0.01）。下同

2.4 幼苗根活力及土壤酶活性

由图2所示，3种质地土壤溴甲烷处理与连作处理的根系活力差异表现为黏壤土>砂壤土>壤土，分别比连作处理提高了91.3%、69.4%和36.0%。连作黏壤土脲酶活性最高，为31.89 mg∙g-1∙d-1；黏壤土连作与溴甲烷处理差异最大，其次是砂壤土，最后是壤土。砂壤土、壤土及黏壤土溴甲烷熏蒸处理分别比连作降低了64.2%、54.4%和68.2%。磷酸酶活性比连作分别降低了18.6%、8.18%和25.6%；连作与溴甲烷处理差异表现为黏壤土>砂壤土>壤土。

2.5 不同质地连作土壤的自毒作用

由于同种土壤连作与溴甲烷熏蒸处理的酚酸类物质含量差异不明显，故不能通过连作与溴甲烷处理酚酸类物质含量的差异来表示连作障碍发生的程度。因此，仅测定3种质地连作土壤酚酸类物质含量，采用单因素方差分析来比较3种质地连作土壤酚酸类物质含量的差异。结果表明，砂壤土、壤土和黏壤土连作处理的酚酸类物质总量差异显著，且以连作条件下黏壤土酚酸总量最多，为41.30 mg·kg-1，其次是壤土，砂壤土最少。

2.6 土壤尖孢镰孢菌的实时荧光定量分析

如图4所示，3种土壤中尖孢镰孢菌数量在连作与溴甲烷处理的差异值分别表现为黏壤土>砂壤土>壤土，砂壤土、壤土、黏壤土溴甲烷熏蒸处理的尖孢镰孢菌拷贝数比连作处理真菌数量分别降低了70.1%、66.3%和87.5%。

图2 不同处理对供试植株根系呼吸速率及土壤酶活性的影响

表5 不同质地连作土壤对土壤酚酸类物质的影响

不同处理的差异显著性测定采用单因素方差分析，不同处理间的差异用不同小写字母表示（＜0.05）

The one-way ANOVA was used to determine the significance difference of different treatments. Different letters stand for the significant difference at the 0.05 level

3 讨论

土壤是植物生长发育的基础，不同质地土壤的机械阻力及孔隙度不同，使土壤在水、肥、气、热方面存在差异，进而影响植物根系的生长[20]。土壤质地与苹果生长所需的土壤环境条件和养分的供需关系密切，苹果的优质生产离不开良好的土壤理化性质。对于苹果的连作障碍来说，造成此种病症的原因是多方面的，包括土壤有害微生物的增加、化感自毒作用、土壤理化性质的恶化以及土壤中的养分失衡，即土壤环境的改变已不利于苹果的生长。前人研究表明土壤质地影响了土壤与作物之间的营养及水、气的交换，使得作物根系的生长发育及作物产量、土壤中微生物的种类和数量以及酚类物质的含量受到影响[21]。MASONI等[22]研究表明，黏壤土条件下小麦的氮和磷吸收量、干物质积累及产量等显著高于砂壤土。不同的土壤质地对苹果连作障碍的影响不同，本研究结果表明黏壤土连作障碍发生程度较严重，其次是壤土，砂壤土最轻，但砂壤土和壤土差异不大。可能的原因是黏壤土质地黏重，根系分泌的自毒物质更易留存，为有害真菌提供了适宜的环境，根系受胁迫最严重，因而不利于平邑甜茶幼苗的生长。壤土理化性质良好，土壤中以尖孢镰孢菌为主的有害真菌数量少，为平邑甜茶幼苗提供了相对适宜的土壤环境，根系受胁迫最轻，连作障碍发生程度也最轻。

图4 不同处理对尖孢镰孢菌的实时荧光定量分析

3.1 土壤质地影响连作果园土壤酶活性

土壤酶活性的高低与土壤生物化学反应及生物体生命活力的高低有关，同时影响土壤营养元素的有效性水平，不同质地苹果园土壤中的酶活性存在差异[23-24]。研究表明[25]长期连作能够降低土壤中脲酶、磷酸酶活性。熏蒸土壤中的微生物数量减少，使得土壤相关酶活性降低。本研究表明溴甲烷熏蒸土壤中的脲酶和磷酸酶活性降低，这与KLOSE等[25]研究结论一致。同一质地连作与溴甲烷熏蒸处理差异最大的是黏壤土，其次壤土，最后是砂壤土。王清奎等[26]研究发现砂壤土酶活性一般低于黏粒含量较高的中壤土和重壤土，与本试验结果一致。其原因可能是黏粒含量较高，微生物生命活力越强，土壤酶活性越高。这与土壤黏粒含量越多，含水量变化就越小，且因土壤黏粒附着有机物质使其不易流失有关[24-27]。

3.2 土壤质地影响连作果园有害真菌数量和酚酸类物质

本试验中不同质地土壤连作与溴甲烷熏蒸处理的真菌数目差异显著。大量研究表明，长期连作的土壤中，有害真菌所占比例增加，种群优势明显，微生物种类及数量发生改变，使微生物群落结构失衡[28-29]。本试验中不同质地土壤连作与溴甲烷熏蒸处理真菌数量差异表现为黏壤土>壤土>砂壤土，这在一定程度上说明质地为黏壤土的老果园真菌数量增幅最大，连作程度最严重。KELDERER等[30]的研究表明尖孢镰孢菌、腐皮镰孢菌、柱孢属真菌和双核丝核菌是引起意大利地区苹果连作障碍的主要病原菌。VAN SCHOOR等[31]研究表明引起南非苹果园连作障碍的主要原因是土壤中镰孢属、柱孢属及腐霉属的有害真菌，TEWOLDEMEDIN等[32]发现连作苹果园中尖孢镰孢菌数量众多。通过对不同质地连作土中的尖孢镰孢菌进行实时荧光定量分析发现，黏壤土溴甲烷熏蒸与连作处理的尖孢镰孢菌数量差异最大，这也是黏壤土条件下连作障碍更加严重的主要原因之一。

另外，许多研究表明苹果土壤中的酚酸类物质与连作致病真菌可以协同作用，姜伟涛等[33]研究发现根皮苷和串珠镰孢菌共同作用加重了苹果连作障碍现象。通过高效液相色谱法分析得到不同质地土壤实测酚酸类物质含量，结果表明，砂壤土、壤土和黏壤土连作土处理的酚酸类物质总量差异显著，且以连作条件下黏壤土酚酸总量最多，为41.30 mg∙kg-1。周婷[34]研究表明土壤中黏粒含量越多，酚类物质含量越高，这与本研究结果一致。笔者实验室前期的研究探明了我国苹果主产区引起连作障碍的主要病原菌是镰孢菌，明确了酚酸类物质的积累促进镰孢菌的生长。故本研究探究不同质地老果园连作障碍程度不同的原因主要从这两方面进行考虑，关于土壤理化性质及养分对连作的影响将进一步探究。

3.3 土壤质地影响连作果园果树根系保护性酶活性

在逆境条件下，根系中的SOD、POD和CAT可以清除植物细胞中的自由基，使植物细胞膜受害程度减轻，抵抗逆境胁迫的能力更强[35]。MDA是反映植物遭受逆境伤害程度的重要指标，连作会提高MDA含量，导致脂质过氧化程度加重，细胞膜稳定指数及渗透调节物质含量降低[36]。本研究发现不同质地土壤溴甲烷熏蒸处理的SOD、POD和CAT等保护酶活性均高于连作，MDA均低于连作；且黏壤土溴甲烷熏蒸处理与连作处理的差异最大，说明黏壤土在连作条件下对平邑甜茶根系胁迫更严重。关于不同土壤质地微生物群落结构的差异以及对田间连作条件下新植苹果幼树的长期影响，需要进一步研究。

4 结论

不同土壤质地发生连作障碍程度不同，黏壤土连作障碍发生更严重，其次是砂壤土，壤土。其主要原因可能是黏壤土中以尖孢镰孢菌为主的有害真菌数量多，酚酸类物质含量高，根系受胁迫更严重。

[1] 陈学森, 韩明玉, 苏桂林, 刘凤之, 过国南, 姜远茂, 毛志泉, 彭福田, 束怀瑞. 当今世界苹果产业发展趋势及我国苹果产业优质高效发展意见. 果树学报, 2010, 27(4): 598-604.

CHEN X S, HAN M Y, SU G L, LIU F Z, GUO G N, JIANG Y M, MAO Z Q, PENG F T, SHU H R. Discussion on to-day's world apple industry trends and the suggestions on sustainable and efficient development of apple industry in China., 2010, 27(4): 598-604. (in Chinese)

[2] 尹承苗, 王玫, 王嘉艳, 陈学森, 沈向, 张民, 毛志泉. 苹果连作障碍研究进展, 园艺学报, 2017, 44(11): 2215-2230.

YIN C M, WANG M, WANG J Y, CHEN X S, SHEN X, ZHANG M, MAO Z Q. The research advance on apple replant disease., 2017, 44(11): 2215-2230. (in Chinese)

[3] MAZZOLA M, MANICI L M. Apple replant disease: role of microbial ecology in cause and control., 2012, 50: 45-65.

[4] 尹承苗, 陈学森, 沈向, 张兆波, 孙海兵, 毛志泉. 不同浓度有机物料发酵液对连作苹果幼树生物量及土壤环境的影响. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(6): 1450-1458.

YIN C M, CHEN X S, SHEN X, ZHANG Z B, SUN H B, MAO Z Q. Effect of different concentration of organic matter fermentation fluid on the young apple tree biomass and soil properties under replant conditions., 2013, 19(6): 1450-1458. (in Chinese)

[5] 王艳芳, 潘凤兵, 展星, 王功帅, 张国栋, 胡艳丽, 陈学森, 毛志泉. 连作苹果土壤酚酸对平邑甜茶幼苗的影响, 生态学报, 2015, 35(19): 6566-6573.

WANG Y F, PAN F B, ZHAN X, WANG G S, ZHANG G D, HU Y L, CHEN X S, MAO Z Q. Effects of five kinds of phenolic acid on the function of mitochondria and antioxidant systems in roots ofRehd. seedlings., 2015, 35(19): 6566-6573. (in Chinese)

[6] LIU E T, WANG G S, LI Y Y, SHEN X, CHEN X S, SONG F H, WU S J, CHEN Q, MAO Z Q. Replanting affects the tree growth and fruit quality of Gala apple., 2014, 13(8): 1699-1706.

[7] 高义民, 同延安, 路永莉, 王小英. 陕西渭北红富士苹果园土壤有效养分及长期施肥对产量的影响. 园艺学报, 2013, 40(4): 613-622.

GAO Y M, TONG Y A, LU Y L, WANG X Y. Effects of soil available nutrients and long-term fertilization on yield of Fuji apple orchard of Weibei area in Shaanxi, China., 2013, 40(4): 613-622. (in Chinese)

[8] 李潮海, 李胜利, 王群, 侯松, 荆棘. 不同质地土壤对玉米根系生长动态的影响. 中国农业科学, 2004, 37(9): 1334-1340.

LI C H, LI S L, WANG Q, HOU S, JING J. Effect of different textural soils on root dynamic growth in corn., 2004, 37(9): 1334-1340. (in Chinese)

[9] 刘四义, 梁爱珍, 杨学明, 张晓平, 贾淑霞, 陈学文, 张士秀, 孙冰洁, 陈升龙. 不同部位玉米秸秆对两种质地黑土CO2排放和微生物量的影响. 环境科学, 2015, 36(7): 2686-2694.

LIU S Y, LIANG A Z, YANG X M, ZHANG X P, JIA S X, CHENG X W, ZHANG S X, CHEN S L. Effects of different residue part inputs of corn straws on CO2efflux and microbial biomass in clay loam and sandy loam black soils., 2015, 36(7): 2686-2694. (in Chinese)

[10] PLANTE A F, CONANT R T, SREWANT C E, PAUSTIAN K, SIX J. Impact of soil texture on the distribution of soil organic matter in physical and chemical fractions., 2006, 70(1): 287-296.

[11] 苏永中, 杨晓, 杨荣. 黑河中游边缘荒漠-绿洲非饱和带土壤质地对土壤氮积累与地下水氮污染的影响. 环境科学, 2014, 35(10): 3683-3691.

SU Y Z, YANG X, YANG R. Effect of soil texture in unsaturated zone on soil nitrate accumulation and groundwater nitrate contamination in a marginal oasis in the middle of Heihe River Basin., 2014, 35(10): 3683-3691. (in Chinese)

[12] 严永旺. 不同质地土壤微生物种群、酶活性对烟叶品质的影响[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2011.

YAN Y W. Effects of microorganism’s population, enzyme activity on tobacco quality of differently textured soil [D]. Changsha: Hunan Agricultural University, 2011. (in Chinese)

[13] 王米兰, 胡荣桂. 湖北省几种农业土壤中酚含量及其与碳氮的关系. 农业环境科学学报, 2014, 33(4): 702-707.

WANG M L, HU R G. Phenol content and its relationships with carbon and nitrogen in several agricultural soils in Hubei province., 2014, 33(4): 702-707. (in Chinese)

[14] 沈萍, 陈向东. 微生物学实验. 北京: 高等教育出版社, 2007.

SHEN P, CHEN X D..Beijing: Higher Education Press, 2007. (in Chinese)

[15] 毛志泉, 王丽琴, 沈向, 束怀瑞, 邹岩梅. 有机物料对平邑甜茶实生苗根系呼吸强度的影响. 植物营养与肥料学报, 2004, 10(2): 171-175.

MAO Z Q, WANG L Q, SHEN X, SHU H R, ZOU Y M. Effect of organic materials on respiration intensity of annualRehd. root system., 2004, 10(2): 171-175. (in Chinese)

[16] 赵世杰, 史国安, 董新纯. 植物生理学实验指导. 北京: 中国农业科技出版社, 2002: 98-99.

ZHAO S J, SHI G A, DONG X C..Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2002: 98-99. (in Chinese)

[17] 关松荫. 土壤酶及其研究法. 北京: 北京农业出版社, 1986: 274-340.

GUAN S Y.. Beijing: Beijing Agriculture Press, 1986: 274-340. (in Chinese)

[18] 尹承苗, 王功帅, 李园园, 车金水, 沈向, 陈学森, 毛志泉, 吴树敬. 一种分析土壤中酚酸类物质含量的新方法-以连作苹果园土壤为试材. 中国农业科学, 2013, 46(21): 4612-4619.

YIN C M, WANG G S, LI Y Y, CHE J S, SHEN X, CHEN X S, MAO Z Q, WU S J. A new method for analysis of phenolic acids in the soil-soil from replanted apple orchards was investigated., 2013, 46(21): 4612-4619. (in Chinese)

[19] 王玫, 段亚楠, 孙申义, 相立, 王功帅, 陈学森, 沈向, 尹承苗, 毛志泉. 不同氮形态对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤尖孢镰孢菌数量的影响. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(4): 1014-1021.

WANG M, DUAN Y N, SUN S Y, XIANG L, WANG G S, CHEN X S, SHEN X, YIN C M, MAO Z Q. Effects of different nitrogen forms on the growth of replanted apple rootstock (Rehd.) seedlings andpopulation in soil., 2017, 23(4): 1014-1021. (in Chinese)

[20] 曾艳. 氮肥, 土壤质地对茶树根系生长特性影响的研究[D]. 雅安: 四川农业大学, 2014.

ZENG Y. The effect of nitrogen and soil texture on the root of tea plants () [D]. Ya’an: Sichuan Agricultural University, 2014. (in Chinese)

[21] 龙会英, 张德, 金杰. 土壤质地对柱花草生长发育、生物量及土壤肥力变化的影响. 土壤, 2017, 49(5): 1049-1052.

LONG H Y, ZHANG D, JIN J. Effects of soil textures on growth, biomass ofand fertility of soils., 2017, 49(5): 1049-1052. (in Chinese)

[22] MASONI A, ERCOLI L, MARIOTTI M, ARDUINI I. Post-anthesis accumulation and remobilization of dry matter, nitrogen and phosphorus in durum wheat as affected by soil type., 2007, 26(3): 179-186.

[23] 张旭龙, 马淼, 吴振振, 张志政, 林慧. 慧油葵与光果甘草间作对根际土壤酶活性及微生物功能多样性的影响. 土壤, 2016, 48(6): 1114-1119.

ZHANG X L, MA M, WU Z Z, ZHANG Z Z, LIN H. Effects ofandintercropping on rhizosphere soil enzyme activities and soil microbes functional diversity., 2016, 48(6): 1114-1119. (in Chinese)

[24] 陈伟. 苹果园土壤微生物类群与栽培环境关系的研究[D]. 泰安: 山东农业大学, 2007.

CHEN W. Studies on the relationship between soil microbial community and cultivation environment in apple orchard [D]. Tai’an: Shandong Agricultural University, 2007. (in Chinese)

[25] KLOSE S, ACOSTA-MARTIINEZ V, AJWA H A. Microbial community composition and enzyme activities in a sandy loam soil after fumigation with Methyl bromide or alternative biocides., 2006, 38(6): 1243-1254.

[26] 王清奎, 汪思龙, 冯宗炜, 黄宇. 土壤活性有机质及其与土壤质量的关系. 生态学报, 2005, 25(3): 513-519 .

WANG Q K, WANG S L, FENG Z W, HUANG Y. Active soil organic matter and its relationship with soil quality., 2005, 25(3): 513-519. (in Chinese)

[27] FRANZLUEBBERS A J, HANEY R L, HONS F M, ZUBERER D. Active fractions of organic matter in soils with different texture., 1996, 28(10/11): 1367-1372.

[28] 马宁宁, 李天来. 设施西红柿长期连作土壤微生物群落结构及多样性分析. 园艺学报, 2013, 40(2): 255-264.

MA N N, LI T L. Effect of long-term continuous cropping of protected tomato on soil microbial community structure and diversity., 2013, 40(2): 255-264. (in Chinese)

[29] 刘星, 张文明, 张春红, 邱慧珍, 李瑞琴, 王蒂, 沈其荣. 土壤灭菌-生物有机肥联用对连作马铃薯及土壤真菌群落结构的影响. 生态学报, 2016, 36(20): 6365-6378.

LIU X, ZHANG W M, ZHANG C H, QIU H Z, LI R Q, WANG D, SHEN Q R. Combination of the application of soil disinfection and bio-organic fertilizer amendment and its effects on yield and quality of tubers, physiological characteristics of plants and the fungal community in a potato monoculture system., 2016, 36(20): 6365-6378. (in Chinese)

[30] KELDERER M, MANICI L M, CAPUTO F, THALHEIMER M. Planting in the ‘inter-row’ to overcome replant disease in apple orchards: A study on the effectiveness of the practice based on microbial indicators., 2012, 357: 381-393.

[31] VAN SCHOOR L, DENMAN S, COOK N C. Characterisation of apple replant disease under South African conditions and biological management strategies., 2009, 19(2): 153-162.

[32] TEWOLDEMEDHIN Y T, MAZZOLA M, BOTHAW J, SPIES F J, MCLEOD A. Characterization of fungi (and) and oomycetes (and) associated with apple orchards in South Africa., 2011, 130(2): 215-229.

[33] 姜伟涛, 尹承苗, 段亚楠, 相立, 王玫, 陈学森, 沈向, 张民, 毛志泉. 根皮苷和串珠镰孢菌加重苹果连作土壤环境及其对平邑甜茶生长的抑制. 园艺学报, 2018, 45(1): 21-29.

JIANG W T, YIN C M, DUAN Y N, XIANG L, WANG M, CHEN X S, SHEN X, ZHANG M, MAO Z Q. Phloridzin andaggravated the replanted soil environment and inhibited the growth ofseedlings., 2018, 45(1): 21-29. (in Chinese)

[34] 周婷. 不同质地土壤条件下葡萄连作效应差异机制研究[D]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2016.

ZHOU T. Study on the mechanism of grape replant effect under different soil texture [D]. Shengyang: Shenyang Agricultural University, 2016. (in Chinese)

[35] 王艳芳, 相立, 徐少卓, 王森, 王晓伟, 陈学森, 毛志泉, 张民. 生物炭与甲壳素配施对连作平邑甜茶幼苗及土壤环境的影响. 中国农业科学, 2017, 50(4): 711-719.

WANG Y F, XIANG L, XU S Z, WANG S, WANG X W, CHEN X S, MAO Z Q, ZHANG M. Effects of biochar and chitin combined application onRehd. seedlings and soil environment under replanting conditions., 2017, 50(4): 711-719. (in Chinese)

[36] 回振龙, 王蒂, 李宗国, 李朝周,李旭鹏, 张俊莲. 外源水杨酸对连作马铃薯生长发育及抗性生理的影响. 干旱地区农业研究, 2014, 32(4): 1-8.

HUI Z L, WANG D, LI Z G, LI C Z, LI X P, ZHANG J L. Influences of exogenous salicylic acid on growth and resistance physiology of continuous cropping potato., 2014, 32(4): 1-8. (in Chinese)

Effects of Different Soil Textures on the Degree of Replanted Disease ofRehd.

SHENG YueFan, WANG HaiYan, QIAO HongYuan, WANG Mei, CHEN XueSen, SHEN Xiang, YIN ChengMiao, MAO ZhiQuan

(College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong)

【Objective】The occurrence degree and mechanism of apple replant disease (ARD) in the apple orchards with different soil textures were studied with theRehd. seedlings as experimental material, so as to adopt appropriate control measures according to the severity of ARD.【Method】Pot experiment including six treatments, which were the replanted sandy loam soil and its methyl bromide fumigation treatment, the replanted loam soil and its methyl bromide fumigation treatment, and the replanted clay loam soil and its methyl bromide fumigation treatment, was carried out. And the soils were from Laizhou, Yantai. The biomass, root protective enzymes activities and malonaldehyde (MDA) contents ofseedlings, changes of the number of soil bacteria, fungi and actinomycetes, and soil enzyme activities were measured by conventional method. The number of thewas detected by a real-time quantitative PCR detection system. Because of the three different soil conditions, the differences of the above indicators between the three soil treatments of methyl bromide fumigation and their replanted soil treatments were used to indicate the degree of ARD. The greater of the difference, the more serious the ARD was. At the same time, the content of phenolic acids of three kind of soils was determined by high performance liquid chromatography.【Result】 Compared with their respective controls, the dry weight of plants in the methyl bromide fumigated clay loam, sandy loam soil and loam soil increased by 98.9%, 87.9%, and 54.4%, respectively. From the results, we could see that the most difference occurred between the replanted soil and its methyl bromide fumigation treatment in clay loam soil, which indicated that the degree of ARD in clay loam soil was the most serious. Compared with their respective controls, the plants treated with methyl bromide fumigation in clay loam, sandy loam and loam significantly increased the root activity of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT) and decreased the MDA content. The activity of SOD was 2.63, 1.80 and 1.53 times higher than that of the control, POD activity was 3.02, 2.01 and 1.62 times higher than that of the control and CAT activity was 3.25, 2.61 and 2.11 times higher than that of the control, respectively. The difference of root protective enzymes was the greatest in clay loam, which indicated that root stress was more serious in the replanted clay loam soil. Compared with their respective controls, the root respiration rates of clay loam, sandy loam and loam treated with methyl bromide fumigation increased by 91.3%, 69.4% and 36.0%, respectively. MDA content decreased by 51.3%, 48.9% and 33.1%, respectively. Urease activity decreased by 68.2%, 64.2% and 54.4%, respectively, and phosphatase activity decreased by 25.6%, 18.6% and 8.18%, respectively, compared with their respective controls. The amount of fungi treated with methyl bromide fumigation in clay loam, sandy loam soil and loam soil decreased by 85.8%, 58.1% and 72%, respectively. The copy number ofdecreased by 87.5%, 70.1% and 66.3%, respectively, and the copy number ofwas the highest in the replanted clay loam soil. Under replanted conditions, the total phenolic acid content in clay loam soil was the highest, which was 41.30 mg·kg-1.【Conclusion】 Among three soils of different texture, the degree of ARD was the most serious in clay loam soil on account of the highest total content of phenolic acid, the most harmful fungi mainly inand the most serious root stress, while the degree of ARD in loam soil was the slightest.

apple replant disease; soil texture; soil microorganism; Phenolic acid

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.04.012

2018-09-07；

2018-12-28

国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-27）、国家自然科学基金（31672104，31501720）、国家重点研发计划（2016YFD0201114）

盛月凡，E-mail：843547908@qq.com。通信作者毛志泉，Tel：0538-8241984；E-mail：mzhiquan@sdau.edu.cn.。通信作者尹承苗，E-mail：yinchengmiao@163.com

（责任编辑 赵伶俐）