松杉树皮和玉米秸秆堆肥对番茄根结线虫病的防治及土壤微生物的影响

温 丹 巩 彪 郭纹秀 王玉飞 余文娟 史庆华，2 王秀峰，2*

（1山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安 271018；2作物生物学国家重点实验室，园艺作物生物学农业部重点开放实验室，山东泰安 271018）

松杉树皮和玉米秸秆堆肥对番茄根结线虫病的防治及土壤微生物的影响

温 丹1巩 彪1郭纹秀1王玉飞1余文娟1史庆华1，2王秀峰1，2*

（1山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安 271018；2作物生物学国家重点实验室，园艺作物生物学农业部重点开放实验室，山东泰安 271018）

日光温室栽培条件下，通过盆栽试验研究了松杉树皮、玉米秸秆堆肥对番茄的生长、产量、根结线虫发病情况及土壤微生物的影响。结果表明，松杉树皮、玉米秸秆堆肥对番茄根结线虫病具有一定的防治效果，以松杉树皮、玉米秸秆堆肥混施效果最好，同时各种堆肥的施用均增加了番茄的生物量及土壤微生物数量。通过相关性分析得知，根结线虫与土壤微生物数量存在显著负相关，说明土壤微生物群落的多样性对根结线虫病的发生产生了抑制作用。

松杉树皮堆肥；玉米秸秆堆肥；番茄；根结线虫；微生物；生物防治

根结线虫（Meloidogynespp.）是植物的重要病害之一（Siddiqui & Akhtar，2007）。其寄生范围广，环境适应性强，危害大。随着保护地蔬菜生产面积的增大，特别是日光温室大面积推广以来，复种指数增加，加之重茬严重，导致根结线虫危害日益严重，一般可造成减产10%～20%，严重可达30%～40%，甚至绝产（秦公伟 等，2006）。根结线虫的防治方法很多，大致可分为物理方法、化学方法、生物方法以及将这些方法联合起来的综合防治策略（韩玉芹和张伟，2009）。设施蔬菜生产中偏施化肥导致土壤次生盐渍化加剧，微生物群落单一，数量偏低，引起连作障碍。土壤生态系统遭到破坏，难以发挥对根结线虫病的抵御能力（曹志平 等，2010）。

近年来，国内外对根结线虫病防治的研究越来越倾向于利用各种自然因素，促进生物与非生物之间的相互作用，进而以一种生态环保的方式对根结线虫病进行防治。土壤生物可以通过生物之间的拮抗、竞争、捕食关系在一定程度上控制土传病害（Wardle et al.，2004）。曹志平等（2010）研究了土壤引入小麦秸秆后增加了土壤微生物如细菌、真菌、放线菌，从而引起不同取食类型的土壤线虫群落结构的变化，结果表明植食性线虫下降了97.3%，食细菌线虫的比例上升了189.7%，从而改善整个土壤食物网结构，提高捕食者的种类，恢复土壤生态系统抑制病原生物的生态功能。因此，利用土壤微生物种群之间的生克关系以抑制根结线虫病的发生已成为一种防治思路。

本试验以番茄为试材，研究松杉树皮堆肥和玉米秸秆堆肥对根结线虫病的防治效果和对土壤的改良效果，以期为设施有机蔬菜的生产探讨一条切实可行的道路。

1 材料与方法

1.1 试验材料及土壤基本情况

供试作物为番茄（Lycopersicon esculentumMill.），品种为易感根结线虫病的金棚1号。

松杉树皮堆肥是由日本帝松服务株式会社提供，原料:美松（美国南方松）树皮和杉树皮。将树皮粉碎成20mm大小碎片，在室外通气条件下进行高温发酵。

玉米秸秆发酵物是由济南鲁青公司提供，制作工艺:以玉米秸秆为原料，掺入鸡粪、发酵催化剂等原料后混合堆积，在通气条件良好的情况下发热发酵。

供试土壤采自山东农业大学园艺试验站5 a番茄连作土，质地为壤土，土壤pH6.5、有机质11.78g·kg-1、碱解氮97.45mg·kg-1、速效磷109.88mg·kg-1、速效钾112.06mg·kg-1。采用Barker等（1985）的淘洗—过筛—蔗糖离心法，测得每千克土壤中根结线虫二龄幼虫（J2）为4510条，供试堆肥养分含量见表1。

1.2 试验设计

表1 供试堆肥养分含量

试验于2010～2011年在山东农业大学园艺实验站进行，将番茄浸种催芽后，播种于50孔穴盘内，播后于日光温室培养。设3个处理:处理1（T1），秸秆堆肥1kg+病土10kg；处理2（T2），树皮堆肥1kg + 病土10kg；处理3（T3），秸秆堆肥0.5kg+树皮堆肥0.5kg+病土10kg。对照（CK）为不添加堆肥的病土10kg。

将病土与堆肥按比例充分混合均匀，待幼苗长至四叶一心时，移植到直径20cm、高25cm的陶盆中，每盆1株。每40盆为1个重复，3次重复。各处理随机排放，统一肥水管理，保持土壤湿度。

1.3 项目测定

于定植后0、20、40、60、80d测定番茄植株的株高、茎粗，每个处理随机选取10株，以10株平均值为一个处理的实测值，计算番茄生长量。同时每个处理随机选取5盆番茄，于每盆番茄主根系周围5cm范围处取5～15cm深的土层，将所取土壤混匀作为一个处理的土样，进行土壤微生物和根结线虫数的测定。土壤细菌、真菌、放线菌计数采用沈萍等（1999）的稀释平板法，分别采用牛肉膏蛋白胨培养基、马丁氏（Martin）培养基和高氏1号培养基培养。根结线虫数测定采用淘洗—过筛—蔗糖离心法（Barker et al.，1985）。

于番茄初果期，选择晴天的7:00～17:00测定番茄叶片净光合速率（Pn）日变化和叶绿素含量。选取植株受光角度一致的上数第3～4片展开功能叶，采用英国 PP-Systems公司生产的CIRAS-I型便携式光合作用测定系统，测定Pn日变化（孔祥波和徐坤，2008）。叶绿素a、b及类胡萝卜素含量采用80%丙酮浸提法，岛津UV-2450型分光光度计比色法进行测定（赵世杰 等，1998）。

定植90d后采用Bridge和Page（1980）的图表比对目测法测定根结指数（GI），以10株平均值为一个处理的实测值，计算番茄根结指数与相对防治效果。

1.4 数据分析

试验数据采用Microsoft excel软件进行平均值及标准偏差计算，并绘图。采用DPS软件LSD法进行P＜0.05水平的多重比较显著性分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 树皮、秸秆堆肥对番茄生长的影响

由表2可知，与对照相比两种堆肥的施用都明显增加了番茄地上部的生长量，其中以T3处理的效果最好，在不同时期比对照的株高提高了35.21%～71.34%，茎粗提高了26.47%～38.32%，定植20、60d时T1、T2差异显著，且60d时T2比T1提高6.69%，但到80d时T2比T1株高仅提高了2.04%，茎粗降低了10.74%。结果表明，树皮堆肥对株高贡献率较大，而秸秆堆肥更有利于植株粗壮。

表2 不同堆肥对番茄生长的影响

2.2 树皮、秸秆堆肥对番茄叶绿素含量及净光合速率日变化的影响

表3显示，T3处理的叶绿素含量显著高于CK，比CK提高了26.24%～33.33%，而T2略高于T1，但与CK差异不显著。图1表明，初果期各处理番茄叶片 Pn值日变化趋势与叶片叶绿素含量相似，仍以T3最高，T1、T2次之，CK最低，且各处理番茄叶片 Pn的日变化均为不对称的双峰曲线，堆肥处理的第一峰值出现在11:00，之后Pn值迅速下降至低谷（13:00），随之Pn回升，至15:00形成第二峰值，之后随光照减弱而降低。尽管各处理的Pn日变化相似，但是11:00时T3、T2、T1分别比CK提高27.24%、14.93%、6.72%。说明秸秆、树皮堆肥的施用能够明显提高番茄叶片的叶绿素含量及叶片的净光合同化能力。

表3 不同堆肥对番茄叶片叶绿素含量的影响mg·g-1（FW）

2.3 树皮、秸秆堆肥对土壤微生物数量和种群的影响

图2-a表明，随着番茄的生长土壤中的细菌数量逐渐增加，其中，定植后的前40d增加较快，而后40d数量变化趋于平缓。秸秆与树皮堆肥的施用能够有效提高土壤细菌数量，定植后40d，T1中细菌数量最多，T1、T2、T3分别比CK提高了61.02%、25.81%、42.97%。定植后80d，T3中细菌数最多，比CK提高了85.49%。可以看出，树皮、秸秆堆肥混合施用能够更加有效地调控土壤微生物群体结构。

图2-b表示了土壤中真菌数量的变化情况，其变化趋势与细菌相似，定植后40d以T1中真菌数量最多，比CK提高了70.70%，定植后80d时，以T3数量最多，比CK提高118.64%。

图2-c表明，土壤中放线菌数量随着番茄的生长逐渐增加，至定植后60d达到最高值，随后略有下降，在番茄生长的各时期，不同处理变化规律相似，均是T3＞T2＞T1＞CK。

图1 不同堆肥对番茄叶片Pn日变化的影响

图2 不同堆肥对土壤中细菌、真菌和放线菌的影响

2.4 树皮、秸秆堆肥对番茄根结线虫病的防效

由表4可知，在番茄的不同生长期，土壤中的根结线虫数量呈现出交替的升降趋势，但在同一时期，添加混合堆肥（T3）的根结线虫数量小于单一堆肥（T1、T2）的根结线虫数量，并且显著低于CK。这与不同处理的根结指数呈现出负相关，即T3＜T2＜T1＜CK。由根结指数和相对防效可以看出，T3处理显著抑制了番茄根结线虫病的发生，T1和T2虽然也有一定的防效，但是没有达到差异显著水平。

表4 不同堆肥对番茄根结线虫病的防效

2.5 土壤微生物和根结线虫病的相关性分析

由表5相关性分析的结果可知，根结指数与细菌数呈负相关，与土壤中真菌数、放线菌数呈显著负相关，这说明施用树皮、秸秆堆肥能够有效改善土壤微生物区系，进而对根结线虫病起到良好的控制作用。

试验数据显示，秸秆与树皮堆肥混合施用的细菌数量的增加显然低于单一堆肥的施用，真菌和放线菌的增长高于单一堆肥的施用。玉米秸秆与松杉树皮堆肥的混合施用能够有效调控土壤微生物的数量。

表5 土壤微生物和根结线虫病的相关性分析

3 结论与讨论

有机肥的施用能调整土壤微生物群落结构，提高土壤微生物多样性，从而改善土壤微生态环境，达到土传病害“无药可治，施肥可防”的目的（孔维栋 等，2005；谭兆赞 等，2005）。本试验结果表明，松杉树皮堆肥、玉米秸秆堆肥能较好地调整土壤微生物环境，特别对根结线虫病有明显的防效作用。

分析可知，堆肥对各个时期番茄的生长促进作用有所不同，其原因可能是秸秆增加透气性，使得前期番茄苗长得壮，而树皮堆肥肥效释放较为长缓，控制营养在各个时期的均衡，利于植株生长发育。秸秆与树皮堆肥混施对土壤微生物能有效调控，进而对植株的整个生长发育产生显著效果。相关研究表明，菌类对根结线虫有明显的防治效果（方治 等，2010；李颂 等，2011）。此外，研究结果表明，在番茄的不同生长期，土壤中的根结线虫数量呈现出交替的升降趋势，但在同一时期，添加混合堆肥的根结线虫数量小于单一堆肥的根结线虫数量，并且显著低于对照。综合考虑，秸秆、树皮堆肥对地上部的生长有显著促进作用，对地下部微生物环境的调控明显，能有效控制根结线虫病发生。

目前，对根结线虫病的防治也有不少方法。太阳能消毒的物理方法通常不能有效地杀灭根结线虫；而蒸气消毒和微波辐射等物理方法又耗能太高，且不便于中国农村小型日光温室的田间操作。杀线虫剂在防治中占有重要地位（路雪君 等，2010），但其高毒、高残留与环境兼容性差的特点，使得杀线虫剂亟须重新开发。筛选抗根结线虫的抗性品种和抗性砧木是最绿色环保的方法（张慎璞，2009；白春明 等，2010；陈振德 等，2010）。但这两种方法成本高，耗费时间长，难以大面积推广，而且有根结线虫病原的土壤没有得到根本性的改变。在分子方面，已经可以较全面地描述根结线虫的遗传组成，相关研究及可持续发展抗线虫策略也在探讨中（牛俊海 等，2010；韩娜 等，2011）。

树皮堆肥具有丰富的有机质，合理的C/N比，优良的理化性质及丰富的微生物种群（河田 弘，2000）。在农业上，施用树皮堆肥可提高番茄可溶性糖和 VC含量，降低硝酸盐含量，从而使番茄果实营养更丰富、口感更佳（陈君 等，2010）。同时，施用秸秆堆肥解决秸秆堆积、焚烧问题。此应用不仅解决了作物秸秆有效利用的难题，而且解决了长期过量使用化肥、农药所引起的日益严重的农产品污染问题（喻景权，2011），很适合设施农业的大规模推广。

本试验仅对相同比例堆肥混施及固定使用量进行了根结线虫病防效研究，在今后的研究中，可以采用D-最优设计进行化肥与堆肥的配比试验，筛选出最有利植物生长及根结线虫控制且经济成本低廉的施用方案，以进行生产推广，解决农业废弃物利用问题，变废为宝。

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Effect of Tsugae Bark，Corn Straw and Compost on Tomato Root-knot Nematodedisease Prevention and Soilmicrobes

WENdan1，GONG Biao1，GUO Wen-xiu1，WANG Yu-fei1，YU Wen-juan1，SHI Qing-hua1，2，WANG Xiu-feng1，2*
（1College of Horticulture Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an271018，Shandong，China；2State Key Laboratory of Crop Biology，Key Laboratory of Horticultural Crop Biology，Ministry of Agriculture，Tai’an271018，Shandong，China）

Under sunlightgreenhousECultivation，we study the effect of composted tsugae bark and composted corn straw on tomato（Lycopersicon esculentummill.）growth，yield，root-knot nematodedisease incidence and soilmicrobes.The results indicate that composted tsugae bark and corn straw are effective，to some extent，against tomato root-knot nematodedisease，and themixture of composted tsugae bark and corn straw has the best effect.Meanwhile，the use of various compost can increase tomato biomass and the amount of soilmicrobes.By pertinence analysis wEConclude that there exists negativECorrelation between root-knot nematode number andmicrobe amount. This indicates thatmicrobe variety has control effect on root-knot nematode.

Tsugae bark compost；Corn straw compost；Tomato；Root-knot nematode；microbe；Biological control

S436.412

A章编号:1000-6346（2011）20-0039-06

2011-05-23；接受日期:2011-07-11

大学生创新性实验计划（091043410）

温丹，专业方向:园艺学，E-mail:sdauyywd@126.com

*通讯作者（Corresponding author）:王秀峰，教授，博士生导师，专业方向:设施蔬菜与无土栽培，E-mail:xfwang@sdau.edu.cn

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