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以干式养殖模式生产的堆肥为实验材料,研究了堆肥混土处理(堆肥占土壤比例分别为0%,1%、5%、10%)和堆肥浸提液处理(堆肥与水的比例为1:1、1:3、1:10,以不加作对照)对番茄青枯病的控制效果,并从叶片保护酶活性、土壤酶活性、土壤微生物群落功能多样性、土壤和植株养分等方面揭示对青枯病的抗性机理,为将来的堆肥应用提供理论依据和实践指导。
结果表明,不同堆肥处理均能降低番茄青枯病的病情指数,其中堆肥混土处理(10%)与浸提液处理(1:1)和(1:3)对番茄青枯病的抑制效果最好,在接菌后27 d分别比不加堆肥处理降低病情指数13.0%,69.4%和31.5%。随着堆肥施入量的增加及浸提液浓度的加大,对青枯病的抑制效果更加明显。
堆肥施用在一定程度上能增加番茄叶片保护酶的活性,浓度较高的处理增加幅度较大,这与控病效果是一致的。混土处理以10%的效果最好,接菌后第3 d和第5 d对番茄叶片过氧化物酶(POD)活性的增加幅度分别达20.9%和11.4%,超氧化物歧化酶(SOD)活性增加61.9%和267.0%,而对苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性影响不大。浸提液处理则以1:1的增加幅度较大,在接菌后第5 d对POD、SOD、PAL的增加幅度分别为109.5%、185.1%和48.2%;1:3的次之,SOD和POD活性的增加幅度分别为55.1%和31.67%。
不同堆肥混土处理(10%、5%、1%)和浸提液处理(1:1)能显著提高土壤脲酶活性,且随堆肥施入量的增加,脲酶活性也相应增加。10%、1:1处理能显著提高土壤蔗糖酶活性,其它处理与对照差异不显著;各个处理对过氧化氢酶活性的影响不大。
堆肥施用对土壤微生物功能多样性的研究表明,不同处理的平均每孔变化率(AWCD)值均小于对照,各种多样性指数均无显著差异,但土壤微生物对碳源的利用有明显差异,不同堆肥处理的主成分值与对照截然相反。从不同碳源的代谢能力差异看:糖类和氨基酸类是影响不同处理间微生物利用的主要碳源。
堆肥施用对土壤养分的影响有所不同。堆肥处理的速效钾含量显著高于对照,并呈现出一定的规律性。与对照相比,10%、5%堆肥处理的土壤有机质、全氮含量显著增加,10%处理的碱解氮、C/N增加较大。堆肥浸提液处理1:1的土壤碱解氮、1:3处理的土壤全氮含量有所增加。堆肥不同处理对土壤pH的影响较大,结合不同堆肥处理的青枯病发病率,发现土壤pH值高的堆肥混土处理其发病率反而低。浸提液处理的pH值呈现降低趋势,土壤pH值越低的堆肥浸提液处理的青枯病发病率也越低,与堆肥混土处理刚好相反。其原因可能在于堆肥处理显著改变了适合青枯菌发病的土壤酸碱性环境。土壤脲酶与土壤全氮、有机质和pH值成显著正相关,而土壤速效钾的含量与番茄青枯病发病率呈显著的负相关。
总之,通过施入不同比例的堆肥及不同浓度的堆肥浸提液实验,发现施入浓度较高的10%、1:1、1:3处理能显著地降低番茄青枯病发病率,其抗病机理与提高叶片保护酶和土壤酶活性,增加速效钾含量、改变土壤pH值有关。