全 文 ：中国农学通报 2010,26(20):187-192
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：国家苹果产业技术体系建设专项经费资助（nycytx-08-03-03）；农业部行业科技项目（nyhyzx07-024）；山东省农业重大应用技术创新课题。
第一作者简介：苏立涛，男，1984年出生，硕士，主要从事果树生理方向的研究。通信地址：271018山东省泰安市岱宗大街61号山东农业大学园艺科
学与工程学院，Tel：0538-8241984，E-mail：sult_17@163.com。
通讯作者：毛志泉，男，1963年出生，副教授，主要从事果树生理方向的研究。通信地址：271018山东省泰安市岱宗大街61号山东农业大学园艺科学
与工程学院，Tel：0538-8242258，Email：mzhiquan@sdau.edu.cn。
收稿日期：2010-06-03，修回日期：2010-06-17。
有机物料对连作平邑甜茶幼苗生长及微生态环境的影响
苏立涛 1，沈 向 1，郝云红 1,2，毛志泉 1
（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；
2昌邑市北孟镇农业综合服务中心，山东昌邑 261318）
摘 要：连作障碍是苹果园更新过程中面临的难题之一，探索减轻苹果连作障碍的有效措施具有理论价
值和实践意义。以平邑甜茶为试材，盆栽条件下，研究在连作土中施入腐熟鸡粪、羊粪和牛粪等有机物
料对幼苗生物量，土壤酶活性和微生物数量的影响。结果表明：施用有机物料显著提高连作土壤酶活
性，与对照相比，处理土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性均有不同程度提高，土壤细菌和放线菌数量均
显著增加，真菌数量各处理均显著降低。各处理亦促进了平邑甜茶株高、地径、根系鲜重、根系干重、地
上部鲜重和地上部干重增加，其中鸡粪处理增加效果最为显著，分别比对照增加 213.91%、80.00%、
332.40%、325.78%、487.40%和480.95%，表明有机物料可以不同程度的减轻苹果连作障碍。
关键词：有机物料；连作；平邑甜茶；土壤酶；微生物
中图分类号：S155.4+6 文献标志码：A 论文编号：2010-1703
Effects of Organic Materials on the Growth of Malus hupehensis var.pingyiensis and
Its Microecological Environment under Replant
Su Litao1, Shen Xiang1, Hao Yunhong1,2, Mao Zhiquan1
(1State Key Laboratory of Crop Biology, College of Horticultural Science and Engineering,
Shandong Agricultural University, Tai’an Shandong 271018;
2Agricultural Comprehensive Service Center of Beimeng Town, Changyi Shandong 261318)
Abstract: Replant disease is one of the most difficult problems in the process of renew of old orchard. It has
theoretical and practical significance to explore the effective ways to alleviate apple replant disease. Malus
hupehensis var. pingyiensis was chosen as the experimental materials, potted with replant soil. The effects of
organic materials including chicken manure, sheep manure, cow manure on seedling biomass, soil enzyme
activities and the number of soil microorganisms were investigated. The results showed that application of
organic materials significantly increased the activities of soil enzyme. And compared with the control group, the
activities of soil urease, catalase, and invertase with treatments ascended in varying degrees. Three treatments
markedly increased the amounts of bacteria and actinomycetes but decreased the amount of fungi in soil. All
treatments were significantly enhanced plant height, stem diameter close to ground, fresh weight of root, dry
weight of root, fresh weight above ground, and dry weight above ground. Among them, chicken manure
treatment increased the most, and was 213.91%, 80.00%, 332.40%, 325.78%, 487.40% and 480.95% larger
than control respectively. All results showed that application of three organic materials could alleviate replant
diseases in different degrees.
Key words: organic materials; replant; Malus hupehensi var. pingyiensis; soil enzyme; microorganisms
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0 引言
苹果生产中常发生的连作障碍（重茬、再植病、忌
地）会给生产造成巨大的经济损失。苹果连作障碍是
一种复杂的土传病害综合症[1]。连作土壤微生态环境
中土壤酶和微生物的活性常被作为土壤质量的重要指
标来研究。土壤酶是土壤物质循环和能量流动的重要
参与者，是土壤生物活性的综合表现，其活性可作为土
壤生物功能多样性的指标[2-4]。土壤微生物是强大的动
力资源库，在植物残体降解、腐殖质形成、养分转化与
循环、土壤结构形成与改良、有毒物质降解与净化中扮
演着十分重要的角色[5]。前人研究表明，设施蔬菜随
着连作年限增加，土壤过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性
显著降低[6,7]。山东栖霞果园调查表明，连作的苹果园，
土壤脲酶、中性磷酸酶、转化酶（蔗糖酶）的活性下降[8]。
连作将使根际微生态失衡[9]，病原微生物富集，多样性
水平降低，造成细菌型土壤向真菌型土壤转化[10,11]，最终
表现为连作障碍。
有机物料包括禽畜粪肥、绿肥、秸秆类、土杂肥、生
物有机肥等，来源广泛，营养丰富。连续3年施用油菜
绿肥可促进连作下，苹果培育品种‘嘎啦+M26’的营养
生长，并提高其产量[12]；南非连作条件下施用有机物料
制成的堆肥能够促进苹果幼树生长[13]，有机物料可为
作物提供营养和控制土传病害 [14]。但有关不同有机物
料对连作苹果砧木土壤微生态环境影响的比较研究鲜
见报道。笔者以生产上常用苹果砧木——平邑甜茶
（Malus hupehensis var. pingyiensis）为试材，从土壤酶
活性和微生物数量变化方面探讨施用不同有机物料减
轻连作障碍的效果，以期为生产上防治苹果连作障碍
提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试材与处理
试验于 2009年在山东农业大学园艺科学与工程
学院根系实验室进行，供试材料为平邑甜茶实生苗。
试验用连作土取自山东泰安郊区红庙村苹果园，
土壤类型为褐土。取树干周围 100 cm、深 40 cm范围
内的土壤，随机取3个点，混匀备用。腐熟有机物料按
重量比与连作土混合，设 3个处理：连作土+4%鸡粪
（T1）、连作土+4%羊粪（T2）、连作土+4%牛粪（T3），以
不加有机物料连作土为对照（CK）。测定各处理有效
氮、速效磷、速效钾含量（如表1），分次浇营养液填平，
以尽量消除主要养分的影响。
将平邑甜茶种子层积、催芽后，于 2009年 3月 21
日播种于上述处理及对照土壤中，每个处理播种 30
盆，每盆2株，正常管理。株高、径粗、植株鲜重和干重
于 10月中旬植株停止生长后取样测定。各处理分别
于 6月、7月、8月、9月中旬随机取 5盆，去除表土，取
0~15cm深，距植株约 5 cm范围的土壤，混匀后分为 2
份，一份存于 4℃下，用于微生物测定，另一份风干保
存用于土壤酶测定。
1.2 测定方法
幼苗株高和径粗用直尺和游标卡尺直接测量；鲜
重用水冲洗地上部和根系，洗净后用万分之一天平测
定；干重由地上部和根系烘干后测定。
土壤酶活性测定参照关松荫[15]的方法：脲酶活性用
靛酚蓝比色法测定；过氧化氢酶活性用高锰酸钾滴定
法测定；蔗糖酶活性用比色法测定。微生物测定采用
稀释平板培养法[16]：细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基培
养；放线菌采用改良高氏 1号培养基培养（每 300 mL
培养基中加入 3%重铬酸钾 1 mL，以抑制细菌和霉菌
生长）；真菌采用马丁氏培养基培养（每1000 mL培养
基中加1%孟加拉红水溶液3.3 mL、1%链霉素3 mL）。
采用SPSS软件进行数据统计检验及相关性分析。
2 结果与分析
2.1 三种有机物料对平邑甜茶幼苗生物量的影响
如表 2所示，三种有机物料均显著促进了连作土
中平邑甜茶幼苗株高、地径、根系与地上部鲜重和干重
的增加，其中鸡粪（T1）效果最显著，株高和地径分别
比对照（CK）增加213.91%和80.00%，根系鲜重和干重
分别为CK的 4.32和 4.26倍，地上部鲜重和干重分别
是CK的 5.87和 5.81倍，牛粪（T3）和羊粪（T2）效果依
次降低。
2.2 有机物料对连作土壤酶活性的影响
2.2.1 脲酶 由图1可知，施用有机物料后，连作土壤脲
酶活性随季节变化呈现逐渐递增趋势，而对照呈现先
上升后略有下降的趋势。不同测定期均表现为有机物
料处理脲酶活性显著高于对照，但不同处理之间除 9
月外均未达显著性差异。6月、7月和 9月时T2最高，
分别为CK的 2.98、2.87和 1.52倍，8月时 T3最高，为
CK的2.18倍。
2.2.2 过氧化氢酶 过氧化氢酶是广泛存在于土壤和生
物体内的酶，能有效地防止土壤及其生物体在新陈代
表1 各处理后土壤的养分状况
CK
T1
T2
T3
有效氮/(mg/kg)
70
112
91
109
速效磷/(mg/kg)
61
126
99
73
速效钾/(mg/kg)
58
69
59
63
·· 188
苏立涛等：有机物料对连作平邑甜茶幼苗生长及微生态环境的影响
00.2
0.40.6
0.81
1.21.4
1.61.8
2
6 7 8 9
月份
过
氧
化
氢
酶
活
性
/(ml/
g) CK T1 T2 T3
0
2
4
6
8
10
12
14
6 7 8 9
月份
CK T1 T2 T3
02
46
810
1214
16
6 7 8 9
月份
CK T1 T2 T3
谢过程中产生的过氧化氢对生物体的毒害。施入有机
物料对土壤过氧化氢酶的影响如图 2所示，不同测定
期三种有机物料处理均显著提高了过氧化氢酶活性，
不同月份处理间有差异。6月和 9月时T2最高，分别
为CK的 1.50和 1.80倍，7月和 8月时T3最高，分别是
CK的1.48和1.75倍。
2.2.3 蔗糖酶 土壤蔗糖酶又叫转化酶，是土壤中参与
碳循环的一种重要酶，可促进蔗糖水解成葡萄糖和果
糖，提高土壤的生物活性。如图3，在测定期内各处理
和对照土壤蔗糖酶活性随时间变化趋势相同，但同一
月份内各处理土壤蔗糖酶活性均显著高于对照。测定
期内土壤蔗糖酶活性T2一直最高，分别为同期对照的
1.33、1.49、1.54和1.52倍，6月份时T1亦较高，为CK的
1.30倍，7、8、9月份表现一致均为T2>T3>T1>CK。
2.3 三种有机物料对连作土壤微生物数量的影响
2.3.1 细菌 施入三种有机物料影响了连作土壤中细菌
数量（图4），不同月份土壤细菌数量变化较大，但总体
来看，各处理细菌数量均比对照显著增加，6月和 7月
时T3增加量最多，分别为 86.17%和 113.60%，8月和 9
月时T1增加量最多，分别为36.01%和61.69%。
2.3.2 放线菌 如图 5所示，连作土壤中放线菌数量在
施入有机物料后显著增加，测定期内T1土壤放线菌数
表2 有机物料对平邑甜茶幼苗生物量的影响
处理
CK
T1
T2
T3
株高/cm
9.63d
30.23a
17.23c
22.36b
地径/cm
0.25d
0.45a
0.36c
0.39b
根系鲜重/g
2.50d
10.81a
4.40c
6.60b
地上部鲜重/g
1.27d
7.46a
2.82c
4.66b
根系干重/g
1.28d
5.45a
2.19c
3.23b
地上部干重/g
0.63d
3.66a
1.32c
2.25b
注：Duncan’s检测各处理后，不同小写字母表示0.05水平上差异显著，下同。
图1 有机物料对连作土壤脲酶活性的影响 图2 有机物料对连作土壤过氧化氢酶活性的影响
b b
b ca a
a b
a a
a
a
a a
a ab
0
0.2
0.4
0.60.8
1
1.2
1.4
1.6
6 7 8 9
月份
CK T1 T2 T3
脲
酶
活
性
/(
m
g/
(g
·24
h)
)
图3 有机物料对连作土壤蔗糖酶活性的影响 图4 有机物料对连作土中细菌数量的影响
蔗
糖
酶
活
性
/(
m
g/
(g
·24
h)
)
细
菌
数
量
/(
×
10
6 C
F
U
/g
)
a
c
b
ab
c
b
a a
c
b
b
a
a
a
b
c
c
ab
a
bc
c
b
a
b
c
b
a
b
c
b
a
b
e
c
d
b
d
c
b b
d
b
c c
c
a
b
a
过
氧
化
氢
酶
活
性
/(
m
L
/g
)
·· 189
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
010
2030
4050
6070
8090
100
6 7 8 9
月份
CK T1 T2 T3
010
2030
4050
6070
8090
100
6 7 8 9
月份
CK T1 T2 T3
量始终最多，6、7、8月和9月其数量分别为同期对照的
2.41、1.93、2.49和4.05倍，此外6月时T2较多，但7、8、
9月时T3高于T2处理。
2.3.3 真菌图6显示，连作土壤下（CK）真菌数量最多，
三种有机物料处理后，真菌数量均显著降低，其中T1
降低最明显，6、7、8月和9月分别比对照降低55.32%、
66.33%、66.37%和65.33%，T2和T3真菌数量下降幅度
依次减小。
2.4 连作下平邑甜茶幼苗生物量与土壤酶和微生物数
量的相关性分析
对连作土下平邑甜茶幼苗生物量与土壤酶活性和
微生物数量进行相关性分析（表3），结果表明，平邑甜
茶株高、地径、总鲜重和总干重与土壤酶活性均为正相
关，但未达显著性水平，与脲酶、蔗糖酶相关性较大，与
过氧化氢酶相关性较小；而与土壤细菌呈显著的正相
关，与土壤放线菌数量呈极显著正相关，而幼苗株高、
图5 有机物料对连作土中放线菌数量的影响 图6 有机物料对连作土中真菌数量的影响
放
线
菌
数
量
/(
×
10
4 C
F
U
/g
)
真
菌
数
量
/(
×
10
4 C
F
U
/g
)
生物量
株高/cm
地径/cm
鲜重/g
干重/g
脲酶
/[mg /(g·24 h)]
0.68
0.68
0.60
0.58
过氧化氢酶
/(mL/g)
0.29
0.43
0.15
0.13
蔗糖酶
/[mg /(g·24h)]
0.60
0.70
0.59
0.58
细菌数量
/(×106CFU/g-1)
0.76*
0.78*
0.82*
0.80*
放线菌数量
/(×106CFU/g)
0.98**
0.95**
0.96**
0.97**
真菌数量
/(×106CFU/g)
-0.90**
-0.96**
-0.80*
-0.79*
表3 平邑甜茶幼苗生物量与土壤酶活性和微生物数量的相关系数
注：*P<0.05; **P<0.01.
地径与土壤真菌数量呈极显著负相关，幼苗干重和鲜
重与土壤真菌呈显著负相关。
3 讨论
有机物料大都含有丰富的微生物碳源、氮源和活
体微生物，施用有机物料可提高土壤微生物群落多样
性[17]，施用稻草、猪粪等有机物料可以减轻黄瓜苗期病
害[18]；施用堆肥能通过增加微生物活性和多样性，对控
制腐霉属等病原菌有效果[14]；施用城市固体废弃物制
作的堆肥能抑制由尖孢镰刀菌引起的剑麻枯萎病[19]；
利用微生物有机肥能防止连作西瓜枯萎病的发生[20]。
笔者试验亦表明，施用有机物料能显著促进连作土壤
盆栽平邑甜茶幼苗的生长，其主要原因可能源于施用
有机物料后对土壤酶和微生物的改变。连作土下幼苗
生物量与土壤酶活性和微生物数量相关性分析表明，
平邑甜茶幼苗生物量与土壤酶活性均呈正相关但不显
著，而与土壤细菌、放线菌数量呈显著和极显著正相
关，与真菌数量呈显著或极显著负相关。
土壤酶主要来自于土壤微生物代谢过程，土壤中一
切生化反应都是在土壤酶的参与下完成的，土壤酶活性
的高低能反映土壤生物活性和土壤生化反应强度[21]。
土壤酶活性下降，可能是连作土壤环境恶化的一个表
现[6-8]。笔者试验中施用三种有机物料均提高了土壤脲
酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性，原因可能是施用有机物
料后，改善了土壤中微生物增殖所需碳源、氮源及代谢
环境，使主要由土壤微生物产生的土壤酶数量和活性
增加。施用有机物料可以改善土壤酶系统，因此这可
能是有机物料减轻连作土对平邑甜茶幼苗生长抑制的
一方面原因。尽管连作条件下此方面研究报道较少，
d
a
b
c
d
a
c
b
c c
a
b
c
a
b b a
c c
b
a
b
b b
a
c
b
c
a
b
c
d
·· 190
苏立涛等：有机物料对连作平邑甜茶幼苗生长及微生态环境的影响
但笔者试验结果与前人在非连作土壤上，有机肥能够
提高土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性的研究结果类
似[22,23]。三种有机物料处理不同测定期土壤酶活性差
异明显，这可能与三种有机物料含有不同成分，分解速
率不同，微生物利用能力和程度不同有关。
土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，土
壤微生物的种类和数量可以作为评价土壤肥力的指
标[24]。土壤微生物也是反映土壤质量变化的敏感指
标[25,26]，是土壤健康的决定因素[27]。土壤巴氏灭菌和熏
蒸显著促进连作果园苹果生长的事实证明，引起苹果
连作障碍的主要原因为生物因素 [12]。Mazzola[28]的研
究表明，发生苹果连作障碍时，寄居的土壤微生物由一
个适合苹果生长的生物系统向不利于苹果生长的生物
系统转变。细菌对苹果连作障碍的形成不起作用[29]，
真菌的增多是许多地区发生苹果连作障碍的主要原
因 [29,30]，与苹果连作障碍有关的真菌有腐霉属、柱孢
属、疫霉属和立枯丝核菌等[29]，不同地区有所不同。研
究结果表明，有机物料能够增加细菌和放线菌的数量，
同时也能够抑制真菌的数量增加，这可能是有机物料
能够减轻苹果砧木连作障碍的重要原因。一般认为健
康土壤中细菌数量占绝对优势，若真菌数量增多通常
是土壤性质不良的反映，易诱发各种病害，导致植物根
系吸收能力下降。长年连作同种作物，由于根系分泌
物等影响[7]使得土壤微生物区系由“细菌型”向“真菌
型”转变[31]，因此采取人为措施改变土壤微生物区系组
成，使土壤保持“细菌型”，抑制“真菌型”产生，对控制
连作障碍有利。笔者试验中施入三种有机物料后，有
机物料自有及土壤寄居的细菌、放线菌因养分充足，C/
N适宜，而大量增殖，而主要营腐生、寄生生活的真菌
受到优势微生物的竞争、拮抗作用而受到抑制。有研
究发现健康土壤施用秸秆、有机肥等有机物料后，土壤
中细菌、放线菌、真菌数量都有所增加[32,33]，但也有研究
表明，在本底环境较差的土壤中施用有机物料后土壤
细菌、放线菌数量增加，而真菌数量降低，与笔者试验
结果一致[34,35,36]。笔者只测定了有机物料对微生物总
量的影响，但有机物料尤其是不同种类的有机物料施
入后引起了哪些真菌、细菌属的改变，需进一步研究，
这对阐述有机物料减轻连作障碍更深层的机理具有重
要意义。
综上，三种有机物料能不同程度的减轻连作障碍，
其中以鸡粪效果较好。
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