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Effects of bacterial consortium EG03 on control of pepper bacterial wilt and rhizosphere microbial community characteristics in fields.

EG03菌剂对辣椒青枯病的防治效果及对根围土壤微生物群落的影响


EG03菌剂由多种抗青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)的拮抗细菌复配而成,田间施用能有效防治辣椒青枯病,平均防效达85.8%.采用稀释平板法、最大或然数(MPN)法以及Biolog微孔板培养系统研究了EG03菌剂对田间辣椒根围土壤微生物群落特征的影响.结果表明: EG03菌剂对根围土壤微生物群落的影响随时间变化而不同,施用后不同程度提高了真菌和芽孢杆菌的数量,并显著增加了自生固氮细菌的数量.根围土壤微生物群落平板每孔颜色平均变化率(AWCD)的变化随培养时间呈现典型的“S”型曲线,辣椒生长后期根围土壤AWCD值高于前期.6类碳源利用分析表明,EG03菌剂的施用在短期内会降低根围土壤微生物的碳源利用率,辣椒生长后期根围土壤中以糖类物质作为碳源的微生物占主导地位.微生物多样性指数分析发现,EG03菌剂施用前期会不同程度降低根围土壤微生物各项多样性指数,但施用后期会提高各项多样性指数,尤其在Simpson指数和McIntosh均匀度两项指标上差异显著.

Bacterial consortium EG03, consisted of several different antagonistic bacteria against Ralstonia solanacearum, was demonstrated to efficiently control bacterial wilt of pepper in field with a biocontrol efficacy of 85.8%. The traditional dilution plate method, the most probable number(MPN) method and Biolog system were adopted to determine effects of EG03 on characteristics of microbial community in pepper rhizosphere. It’s shown that EG03’s effects on microbial community in pepper rhizospheric soil varied with time. There were an increase in the number of fungus and Bacillus spp. to some extent and a significant increase in that of nitrogenfixing bacteria. Biolog analysis showed that the curve between average well color development (AWCD) and incubation time was Sshaped for all the treatments and that the AWCD of pepper rhizospheric soil at the early stage was higher than at the late stage. The analysis of carbon source utilization showed that EG03 decreased microbial utilization of carbon source in shortterm, and the microbial community of pepper rhizospheric soil at the late stage composed mainly of microbes depended on sugars as carbon resource. EG03 treatment could decrease the five microbial diversity indices of rhizospheric microbes in short term, then increased those indices instead, especially with significant(P<0.05) increases in Simpson index and McIntosh evenness.


全 文 :EG03 菌剂对辣椒青枯病的防治效果及对
根围土壤微生物群落的影响*
邱敬萍1 摇 黄艳霞2 摇 王摇 超2 摇 俞仪阳2 摇 柯红娇2 摇 郭坚华2**
( 1江苏省中国科学院植物研究所, 南京 210014; 2南京农业大学植物保护学院植物病理学系 /江苏省生物源农药工程中心 /农
作物生物灾害综合治理教育部重点实验室, 南京 210095)
摘摇 要摇 EG03 菌剂由多种抗青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)的拮抗细菌复配而成,田
间施用能有效防治辣椒青枯病,平均防效达 85. 8% . 采用稀释平板法、最大或然数(MPN)法
以及 Biolog微孔板培养系统研究了 EG03 菌剂对田间辣椒根围土壤微生物群落特征的影响.
结果表明: EG03 菌剂对根围土壤微生物群落的影响随时间变化而不同,施用后不同程度提
高了真菌和芽孢杆菌的数量,并显著增加了自生固氮细菌的数量.根围土壤微生物群落平板
每孔颜色平均变化率(AWCD)的变化随培养时间呈现典型的“S冶型曲线,辣椒生长后期根围
土壤 AWCD值高于前期. 6 类碳源利用分析表明,EG03 菌剂的施用在短期内会降低根围土壤
微生物的碳源利用率,辣椒生长后期根围土壤中以糖类物质作为碳源的微生物占主导地位.
微生物多样性指数分析发现,EG03 菌剂施用前期会不同程度降低根围土壤微生物各项多样
性指数,但施用后期会提高各项多样性指数,尤其在 Simpson 指数和 McIntosh 均匀度两项指
标上差异显著.
关键词摇 生防细菌摇 辣椒青枯病摇 土壤微生物群落摇 Biolog
文章编号摇 1001-9332(2014)05-1468-07摇 中图分类号摇 S476摇 文献标识码摇 A
Effects of bacterial consortium EG03 on control of pepper bacterial wilt and rhizosphere
microbial community characteristics in fields. QIU Jing鄄ping1, HUANG Yan鄄xia2, WANG
Chao2, YU Yi鄄yang2, KE Hong鄄jiao2, GUO Jian鄄hua2 ( 1 Institute of Botany, Jiangsu Province and
the Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210014, China; 2Department of Plant Pathology, College
of Plant Protection, Nanjing Agricultural University / Jiangsu Province Engineering Center of Biore鄄
source Pesticide / Key Laboratory of Integrated Management of Crop Diseases and Pests, Ministry of
Education, Nanjing 210095, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(5): 1468-1474.
Abstract: Bacterial consortium EG03, consisted of several different antagonistic bacteria against
Ralstonia solanacearum, was demonstrated to efficiently control bacterial wilt of pepper in field with
a biocontrol efficacy of 85. 8% . The traditional dilution plate method, the most probable number
(MPN) method and Biolog system were adopted to determine effects of EG03 on characteristics of
microbial community in pepper rhizosphere. It爷s shown that EG03爷s effects on microbial communi鄄
ty in pepper rhizospheric soil varied with time. There were an increase in the number of fungus and
Bacillus spp. to some extent and a significant increase in that of nitrogen鄄fixing bacteria. Biolog
analysis showed that the curve between average well color development (AWCD) and incubation
time was S鄄shaped for all the treatments and that the AWCD of pepper rhizospheric soil at the early
stage was higher than at the late stage. The analysis of carbon source utilization showed that EG03
decreased microbial utilization of carbon source in short鄄term, and the microbial community of pep鄄
per rhizospheric soil at the late stage composed mainly of microbes depended on sugars as carbon re鄄
source. EG03 treatment could decrease the five microbial diversity indices of rhizospheric microbes
in short term, then increased those indices instead, especially with significant(P<0. 05) increases
in Simpson index and McIntosh evenness.
Key words: biocontrol agents; pepper bacterial wilt; soil microbial community; Biolog.
*国家自然科学基金项目(31171809)资助.
**通讯作者. E鄄mail: jhguo@ njau. edu. cn
2013鄄11鄄21 收稿,2014鄄02鄄26 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 5 月摇 第 25 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2014, 25(5): 1468-1474
摇 摇 青枯病是由青枯劳尔氏菌 ( Ralstonia so鄄
lanacearum)引起的细菌性土传病害,青枯劳尔氏菌具
有广泛的寄主,可侵染 50多个科的 200 多种植物,其
中辣椒、番茄和烟草等茄科作物受害最为严重[1] .辣
椒青枯病作为一种世界性细菌病害,发病率逐年增
高,对辣椒生产危害极大.目前国内外对其防治方法
多种多样,但没有一种比较好的方法.以农业防治为
主的综合防治措施会受到耕作制度和栽培品种的限
制,化学防治方面仍未发现有效的化学药剂,且化学
药剂不仅使病虫害产生抗药性,还会污染环境.
运用有益微生物进行生物防治一直是解决土传
病害的重点研究内容,土壤中施入有益微生物控制
青枯病危害,国内外均有报道. Chen[2]和 Klopper
等[3]利用无致病力菌株防治烟草青枯病,葛红莲
等[4]利用芽孢杆菌属细菌防治辣椒青枯病,江欢欢
等[5]筛选了辣椒青枯病的拮抗菌株. 针对单一生防
菌株因定殖能力弱、防病机制单一等因素造成的田
间防效低、不稳定等问题,本实验室前期在室内拮抗
菌株筛选、亲合性测定等基础上进行了生防菌株复
配,通过复合菌剂生物防治温室试验获得了对辣椒
青枯病具有较好防效的 EG03 菌剂. 土壤微生物群
落失去平衡是作物土传病害和连作障碍的主要因素
之一,有效防治土传病害不仅要抑制土传病原菌的
数量,而且要提高有益微生物的数量[6] . 有益微生
物的生防机制是通过改变作物根际土壤中微生物种
群类型及数量从而改变根际微生物环境,微生物的
群体作用及其与作物之间的互作进一步影响作物的
抗逆、抗病能力[7-8] . Biolog 微孔板培养系统是一种
通过单一碳源利用来表征土壤微生物群落功能多样
性的研究方法,能够较敏感地描述微生物群落功能
特征[9] .本研究利用 Biolog 微孔板培养系统和稀释
平板培养等方法探究了田间施用青枯病生防菌剂
EG03 对辣椒根围土壤微生物群落特征的影响,以期
为 EG03 菌剂在农业生产中的应用推广及其生防机
理探究提供理论基础.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
试验在江苏淮安历年辣椒青枯病自发病较重地
区进行,供试辣椒品种为绿原 3 号,EG03 菌剂是本
实验室研发复配的细菌性液体菌剂,浓度约为 1011
CFU·mL-1 .
1郾 2摇 试验设计
试验设置对照组 ( CK)和 EG03 菌剂处理组
(EG03)2 个处理,每处理 3 次重复,小区面积 100
m2,采用随机区组排列,各小区间设置适当宽度的
隔离行.辣椒经移栽正常生长时,EG03 菌剂参照对
照组清水用量以清水稀释后用背负式喷雾器对植株
近根部及土壤进行喷洒,每 667 m2菌剂用量 500
mL.对照组喷洒清水,其他田间管理措施相同.田间
管理措施按当地生产实际应用的常规方法进行,以
确保辣椒正常生长发育为前提.
1郾 3摇 土壤样品采集
分别于 EG03 菌剂施用后 7 和 50 d按五点取样
法选取植株,去掉 0 ~ 5 cm 表土后轻轻抖落根系周
围土壤,然后用毛刷轻轻刷下黏附在根表的土壤即
根围土.采集的土样充分混匀后用无菌封口袋包扎
密封,置于冰盒中带回实验室,4 益保存. 土壤样品
S1、S3 分别为菌剂施用后 7 和 50 d 取自对照组,S2、
S4 分别为菌剂施用后 7 和 50 d 取自 EG03 菌剂处
理组.用于微生物测定的新鲜土样先去除可见动、植
物残体后过 2 mm 筛,Biolog 试验在取样后 48 h 内
进行.
1郾 4摇 青枯病病情调查
EG03 菌剂施用 60 d 后对田间辣椒青枯病发病
情况进行调查,统计时参照青枯病发病症状计算发
病率[10] .
1郾 5摇 辣椒根围土壤微生物数量的测定
放线菌、细菌、真菌和芽孢杆菌采用稀释平板法
进行计数测定[11],放线菌用高氏 1 号培养基,细菌
和芽孢杆菌用牛肉膏蛋白胨培养基,真菌用马丁氏
培养基,在 28 益条件下放线菌培养 3 ~ 5 d,细菌、真
菌和芽孢杆菌培养 3 ~ 4 d.对于芽孢杆菌,其测定需
在涂板前将土壤稀释液置于 80 益水浴 15 min.
采用最大或然数计数法(MPN) [12]对根围土壤
中的氨化细菌、自生固氮菌、硫化细菌、反硫化细菌、
硝酸细菌、亚硝酸细菌及好气性纤维素分解细菌 7
类功能性生理细菌进行数量测定. 土壤样品的梯度
稀释同稀释平板法,每个土壤样品针对每类功能性
生理细菌进行 4 管重复,接种到相应液体培养基后
在 30 益下培养,根据试管中菌生长的情况由最大或
然数统计表查出近似值,计算每克土中所含的活
菌数.
1郾 6摇 辣椒根围土壤微生物群落功能多样性的测定
采用 Biolog标准方法通过测定 Biolog GN 96 孔
板(BIOLOG Hayward, USA)各板孔的吸光值及其变
化来反映微生物群落代谢功能多样性[13] .
96415 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 邱敬萍等: EG03 菌剂对辣椒青枯病的防治效果及对根围土壤微生物群落的影响摇 摇 摇 摇
1郾 7摇 数据处理
辣椒根围土壤微生物群落 ELSIA 反应采用
Biolog GN 平板每孔颜色平均变化率( average well
color development,AWCD)表示. 根围土壤微生物群
落功能多样性以 Shannon 指数(H)、Shannon 均匀度
(E)、Simpson 指数(D)、McIntosh 指数(U)和 McIn鄄
tosh均匀度(EM)表示,根据反应 72 h的测定结果计
算[14],具体计算公式如下:
AWCD=C / R
H = -移P i lnP i
E=H / lnS
D = 1 - 移P i2
U = 移ni2
EM =N / U
式中:C为每个有培养基孔的吸光值;R 为对照孔的
吸光值;n为培养基孔数,GN 板 n 值为 95;P i为第 i
孔的相对吸光值与所有反应孔相对吸光值总和的比
值;D为 1 / Simpson 指数;ni为第 i 孔的相对吸光值
(C-R);N为所有反应孔相对吸光值的总和.
为缩小不同重复间因接种密度差异引起的误
差,Biolog读数在分析前均用平均吸光值进行校正.
所有上述指标测定均进行 3 次重复,取平均值.应用
Excel和 DPS v 7. 05 软件进行数据处理及差异显著
性分析.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 EG03 菌剂对辣椒青枯病的田间防治效果
EG03 菌剂由多个功能互补性的细菌菌株复配
而成,辣椒青枯病温室防治试验中,EG03 菌剂根部
处理的植株较对照组推迟 9 d 发病,平均防效达
91郾 1% (另文发表).由表 1 所示,EG03 菌剂在田间
显著降低了辣椒青枯病的发病率,其防治效果达
85郾 8% . EG03 菌剂各菌株间协同作用,克服了单一
菌株田间应用适应性差、定殖力低等问题,田间施用
后对辣椒青枯病表现出了较好的生防效果.
表 1摇 EG03 菌剂对辣椒青枯病的田间防效
Table 1摇 Effects of the bacterial consortia EG03 in control鄄
ling pepper bacterial wilt in field (mean依SD)
处理
Treatment
平均发病率
Average disease
incidence (% )
平均防效
Average biocontrol
efficacy (% )
EG03 1. 9依0. 5a 85. 8依2. 3
CK 13. 5依4. 7b
不同字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different letters meant sig鄄
nificant difference among treatments at 0. 05 level.
2郾 2摇 EG03 菌剂对辣椒根围土壤中微生物群落结构
的影响
稀释平板计数法对辣椒根围土壤中放线菌、细
菌、真菌及芽孢杆菌 4 类微生物数量的测定结果如
图 1 所示.除放线菌以外,EG03 菌剂的施用不同程
度地影响了辣椒根围土壤中细菌、真菌以及芽孢杆
菌的数量. EG03 菌剂施用 7 d 后,土壤中细菌数量
较对照组显著下降,但其数量在第 50 d 时显著高于
对照组;EG03 菌剂的施用使土壤中真菌的数量显著
增加,表现为施用 7 d后 S2 中的真菌数量是 S1 中的
1. 37 倍,施用 50 d 后该比值仍为 1. 23 倍;EG03 菌
剂处理 7 d后辣椒根围土壤中芽孢杆菌的数量显著
增加,为对照组的 1. 4 倍,50 d 后该比值变成 1. 14
倍,差异不显著.
采用最大或然数计数法对辣椒根围土壤中的功
能生理细菌进行了培养计数(图 1),结果表明 EG03
菌剂施用前期(施用后 7 d)造成土壤中氨化细菌、
硫化细菌以及好气性纤维素分解菌数量显著下降,
但施用菌剂 50 d 后土壤中氨化细菌和好气性纤维
素分解菌数量显著高于对照组;对于固氮细菌,
EG03 菌剂在 2 个采样时间点分别以 1. 74 倍和 2 倍
的比值较对照组显著提高了其在土壤中的数量;
EG03 菌剂仅在施用前期显著提高了土壤中反硫化
细菌的数量,与之相反,菌剂施用 50 d 后土壤中硝
酸细菌和亚硝酸细菌的数量较对照组显著上升.
2郾 3摇 EG03 菌剂对辣椒根围土壤中微生物群落代谢
的影响
EG03 菌剂处理组及对照组辣椒根围土壤微生
物群落代谢功能多样性如图 2 所示. 各组的土壤
Biolog代谢剖面,即 AWCD 值随培养时间呈典型的
“S冶型曲线变化.总体上,24 h 之内 AWCD 值很小,
48 h以后急剧升高,表明在 24 h 之内碳源基本未被
利用,而 48 h后碳源消耗显著增加;辣椒生长后期
根围土壤 AWCD 值高于前期. EG03 菌剂施用 7 d
后,S2 土壤 AWCD 值低于 S1;菌剂处理 50 d 后,S4
土壤 AWCD值高于 S3 . AWCD在一定程度上表征了
微生物群落的数量、结构特性,其值越大,说明微生
物群落的密度、活性等指标也越高[15],表明由于营
养竞争及定殖等因素,EG03 菌剂的引入降低了辣椒
根围土壤的微生物数量,但随着辣椒植株的生长,其
根系分泌物为微生物提供了充足的营养源,EG03 菌
剂显著提高了植株根围土壤微生物数量,在富集有
益微生物的同时降低了青枯病原菌的致病能力.
0741 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
图 1摇 EG03 菌剂对辣椒根围土壤中各类微生物数量的影响
Fig. 1摇 Effects of EG03 treatment on the quantities of different microorganisms in rhizosphere soil of pepper.
图 2摇 不同处理辣椒根围土壤微生物群落 AWCD值的变化
Fig. 2 摇 Changes in AWCD of microbial community in rhizo鄄
sphere soil of pepper under different treatments.
S1、S3 分别为 7 和 50 d对照组,S2、S4 分别为 7 和 50 d EG03 菌剂处
理组 S1 and S3 were controls at 7 and 50 d, while S2 and S4 were EG03
treatment at 7 and 50 d, respectively. 下同 The same below.
摇 摇 EG03 菌剂对辣椒根围土壤微生物群落 Biolog
微平板 6 类碳源利用率的影响如图 3 所示. 在整个
培养期内,S2 土壤微生物对 6 类种碳源的利用率最
低;除其他类碳源外,S4 土壤微生物对碳源利用率
最高.菌剂施用前期可能降低了利用聚合物类和羧
酸类碳源土壤微生物的数量,以致 S2 土壤微生物这
两类碳源的利用率显著低于其他土壤. 对照组辣椒
根围土壤(S1 和 S3)在对聚合物类、羧酸类和氨基酸
碳源的利用上均无显著差异,而在对糖类、胺类以及
其他类碳源的利用上,辣椒生长后期对照组土壤 S3
的利用率与前期对照组土壤 S1 有显著差异,表明季
节变化和植物生长均可能对根围土壤微生物代谢产
生影响.
摇 摇 同一土壤中的微生物对不同类型碳源的利用程
度存在一定差异. 土壤 S1 与 S2 中微生物对聚合物
类碳源的利用差异显著,表明 EG03 菌剂的引入在
短期内迅速抑制了以聚合物类物质作为碳源的微生
物的生长;土壤 S3 与 S4 中微生物对糖类碳源的利
用率最高,说明辣椒生长后期其根围土壤中以糖类
物质作为碳源的微生物占主导地位.
2郾 4摇 辣椒根围土壤微生物群落功能多样性分析
对 4 种辣椒根围土壤的微生物多样性指数分析
17415 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 邱敬萍等: EG03 菌剂对辣椒青枯病的防治效果及对根围土壤微生物群落的影响摇 摇 摇 摇
图 3摇 不同处理辣椒根围土壤微生物对单一碳源的利用率
Fig. 3摇 Use efficiency of the same carbon source of microorganisms in rhizosphere soil of pepper under different treatments.
a)聚合物类 Polymer; b)糖类 Carbohydrate; c)羧酸类 Carboxylic acid; d)胺类 Amine; e)氨基酸 Amino acid; f)其他类 Mislaneous.
表 2摇 辣椒根围土壤微生物群落功能多样性指数
Table 2摇 Soil microbial community diversity indices of pepper rhizosphere (mean依SD)
土样
Soil sample
Shannon指数
Shannon index
Shannon均匀度
Shannon evenness
Simpson指数
Simpson index
McIntosh指数
McIntosh index
McIntosh均匀度
McIntosh evenness
S1 4. 15依0. 15 0. 91依0. 03 46. 68依2. 01 5. 19依0. 10 0. 95依0. 01
S2 3. 73依0. 23 0. 82依0. 05 26. 65依1. 01 3. 88依0. 01 0. 90依0. 00
S3 4. 14依0. 34 0. 91依0. 07 51. 27依3. 01 10. 83依0. 97 0. 96依0. 01
S4 4. 32依0. 22 0. 95依0. 05 66. 62依4. 01 13. 04依1. 01 0. 98依0. 01
(表 2)发现,EG03 菌剂处理前期土壤 S2 与其对照
土壤 S1 相比,均不同程度上降低了土壤微生物各项
多样性指数,差异显著(P<0. 05),其中在 Simpson
指数和 McIntosh指数上有极显著差异(P<0. 01),表
明菌剂施用前期显著降低了辣椒根围土壤微生物多
样性.与对照组辣椒根围土壤 S3 相比,菌剂施用后
期的土壤 S4 提高了各微生物多样性指数,Shannon
指数、Shannon 均匀度和 McIntosh 指数 3 个指标上
差异不显著,Simpson 指数和 McIntosh 均匀度有显
著差异(P<0. 05).表明施用 EG03 菌剂能够提高辣
椒生长期间根围土壤微生物功能多样性,在植株根
围富集有益微生物,提高植株抗病能力.
3摇 讨摇 摇 论
在历年青枯病自发病较重地区田间施用 EG03
菌剂可有效地降低辣椒的发病率,平均防效达到
85. 8% ,表明 EG03 菌剂可以用于田间防治辣椒青
枯病.近年来,外源有益微生物及其制剂已广泛用于
防治植物病害,但由于生防菌在田间施用受到不同
地区生态条件,包括温湿度、土壤结构、pH、降水量
以及微生物区系等因素的影响,往往存在防治效果
低、效果不稳定等问题[16] . EG03 菌剂由多种青枯劳
尔氏菌拮抗细菌复配而成,田间施用复合菌剂克服
了单一生物防治菌株依赖环境性强、适应性差、需菌
量大和防治效果偏低等问题,同时结合各菌株作用
机理的协同作用,能更好地防治病害[17-18] . 魏春妹
等[19]的研究结果指出,复合菌株的作用机理可能是
拮抗菌能够产生抑菌物质,并通过定殖在作物根际、
根、茎内占领不同位点和某种程度的空间分离而避
免竞争,从而调节病原菌、拮抗菌和寄主三者之间的
生物平衡,这也可能是 EG03 复合菌剂在田间良好
效果的机理所在.
植物根围土壤中存在着大量种类丰富的微生
物,这些微生物会对植物的代谢作用、根围土壤中的
物质转化产生影响,进而在很大程度上影响植物的
生长、抗病和抗逆能力. EG03 菌剂作为外源微生物
2741 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
施入土壤后必然会影响辣椒根围土壤微生物群落的
组成和数量,对于放线菌和细菌而言,EG03 菌剂施
用前期引起根围土壤中这两类微生物数量快速而显
著的下降,但外源微生物不会长期改变根围土壤微
生物结构[20],辣椒根围土壤微生物逐步适应了
EG03 菌剂的存在,在 EG03 菌剂施用 50 d后这两类
微生物的数量恢复至高于对照组水平;EG03 菌剂施
用后显著提高了辣椒根围土壤中真菌和芽孢杆菌的
数量,表明 EG03 菌剂可能会促进真菌和芽孢杆菌
的生长.这与袁英英等[21]关于生物有机肥能够增加
土壤中真菌和细菌数量的研究结果一致. Petersen
等[22]认为,土壤微生物总量的增加表明了土壤肥力
的提高,土壤微生物类群及种类比例的变化也对土
壤肥力形成及养分供应起到了调节作用. EG03 菌剂
在辣椒根围可能产生了同样的效果,进而在一定程
度上促进了辣椒的生长,增强了植株对青枯病的抗
病性.氮循环过程包括生物固氮、氨化、硝化、反硝化
及同化等作用,其中生物固氮、氨化、硝化及反硝化
是微生物的特有过程[23],由硝酸细菌和亚硝酸细菌
共同完成的硝化作用是土壤有机氮转化的关键步
骤. EG03 菌剂施用后显著增加了辣椒根围土壤中自
生固氮菌、硝酸细菌和亚硝酸细菌的数量,施用后期
同样显著增加了氨化细菌的数量,表明 EG03 菌剂
的施用能够加速辣椒根围土壤中的氮循环,提高土
壤中植株可利用氮的含量. 微生物在土壤中硫的形
态转化中起重要作用,硫化细菌可将低价态硫化物
或元素 S氧化形成硫酸盐,使环境变酸,增加土壤中
可溶性矿物元素的含量;而反硫化细菌将土壤中可
利用的硫酸盐以形成 H2S 气体的形式逸出,对作物
的生长起负作用[24] . EG03 菌剂施用前期对辣椒根
围土壤中硫化细菌和反硫化细菌的数量有显著影
响,硫化细菌数量增加,而反硫化细菌数量降低,增
加了土壤中辣椒可利用的硫素及其他矿物元素含量
的同时降低了 H2S 对辣椒根系的毒害作用.土壤中
含有大量的纤维素,在植物残体和有机肥料中含量
约占干质量的 35% ~60% .纤维素是葡萄糖高分子
聚合物,在环境中比较稳定,只有在好气性纤维素分
解菌等微生物作用下才被分解成简单的糖类[25] .
EG03 菌剂施用后期显著增加了辣椒根围土壤中好
气性纤维素分解菌的数量,加速了土壤中纤维素的
分解速率,增加了土壤中微生物可利用碳源物质的
含量,这同时解释了 EG03 菌剂能够增加辣椒根围
土壤中微生物总量的可能机理. 蔡燕飞等[26]认为,
抑制植物土传病害在一定程度上是土壤微生物的群
体作用,当土壤微生物群落结构越丰富、物种越均
匀、多样性越高时,对抗病原菌的综合能力越强.
EG03 菌剂的施用丰富了辣椒根围土壤微生物群落
结构,提高了其多样性,增强有益微生物群落抑制青
枯劳尔氏菌的综合能力,进而减轻了青枯病的发生.
AWCD值随时间的变化是微生物碳源利用强
度的反映,是微生物活性的一个有效指标,与土壤微
生物群落中利用单一碳源的微生物种类和数目有
关[27] . EG03 菌剂施用后期相比对照组显著提高了
辣椒根围土壤的 AWCD 值,表明 EG03 菌剂的引入
增加了根围土壤中微生物的数量,这与陈琳等[28]的
研究结果一致. 从碳源利用分析结果来看,施用
EG03 菌剂改变了辣椒根围土壤微生物的代谢结构,
总体上提高了根围土壤微生物对碳源的利用率. 谭
兆赞等[29]同样发现,复合菌剂处理的番茄在生长中
期根围土壤微生物群落功能发生变化,以利用糖类
碳源的微生物为主. 对于土壤微生物群落功能多样
性的分析,不同学者采用的多样性指数不同,其研究
结果往往存在较大差异,目前应用较广的是 Shan鄄
non指数和 Shannon均匀度.本试验选用的 5 种多样
性指数的变化趋势几乎完全一致,说明这 5 个多样
性指数能较真实地反映 EG03 菌剂对辣椒根围土壤
微生物群落多样性的影响.
综上,根据土壤微生物的传统培养和群落功能
多样性的分析结果,田间施用 EG03 菌剂引起辣椒
根围土壤中细菌、真菌等微生物群落结构的变化,改
变了土壤微生物代谢功能,提高了根围土壤微生物
群落多样性. EG03 菌剂能够恢复因长期连作以及农
药、化肥大量施用等因素破坏的土壤微生态,建立利
于有益微生物生长繁殖的土壤微生物生态体系,进
而达到控制土传病害的目的.
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作者简介摇 邱敬萍,女,1966 年生,硕士.主要从事蓝莓病虫
害防治研究. E鄄mail: 781104935@ qq. com
责任编辑摇 肖摇 红
4741 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷