生态与土壤管理岗位
王明 高振 杜远鹏
摘要：以一年生‘赤霞珠’盆栽葡萄为试材，研究宛式拟青霉和侧孢短芽孢杆菌两种微生物菌剂对0.42%复合盐碱胁迫下土壤理化性状、植株根系活力及光合荧光参数和矿质元素含量影响。结果表明：与对照相比，宛式拟青霉和侧孢短芽孢杆菌处理均显著降低了盐碱胁迫下土壤EC值和pH值，提高了葡萄根系活力；显著提高了盐碱胁迫下叶片净光合速率，提高了新梢生长量；显著提高了盐碱胁迫下葡萄根、茎、叶全氮含量，降低了根、茎、叶中Na+含量及Na+/K+。
关键词：葡萄;盐碱胁迫;宛式拟青霉;侧孢短芽孢杆菌
微生物菌剂是一种以微生物及其生命活动产物来改善土壤环境的绿色生物菌剂类肥料，它能增加土壤有益微生物，促进土壤养分转化，从而有利于植株生长发育并增强植株的抗逆性。施用EM菌后，盐碱土土壤全盐含量、pH值及EC值均有所降低，土壤微生物种类及数量显著提高，土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶等酶活性也显著提高，进而促进土壤有机质及速效养分含量的提升。在‘上海青’、玉米、核桃等作物上的研究表明，在盐碱胁迫下分别使用复合微生物菌剂、耐盐芽孢杆菌、EM菌均可提高植物抗氧化酶活性并降低丙二醛含量，提高植株长势和叶片净光合速率，从而促进营养物质的积累。
我国葡萄主产区如西北、华北、东北以及沿海等地均有大面积盐渍化土壤，严重制约葡萄产业发展，为探寻经济高效的缓解盐碱胁迫措施，本实验以一年生‘赤霞珠’葡萄为试材，在外源复盐碱胁迫下通过根灌宛式拟青霉及侧孢短芽孢杆菌菌剂的方法，探究两种微生物菌剂对葡萄生长发育及土壤性状的影响，为微生物菌剂在盐碱地葡萄园的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
实验于2021年3月–2021年5月在山东农业大学园艺科学与工程学院试验站葡萄园日光温室内进行。以一年生‘赤霞珠’(Vitis vinifera L.‘Cabernet Sauvignon’)葡萄为试材，栽植于白色塑料盆中，栽培基质为蚯蚓土：蛭石：园土=2:1:1 (V:V:V)，每盆栽植1株，添加栽培基质5 kg。
1.2 实验处理
每盆每5 d浇灌800 mL质量分数为0.42%复合盐碱溶液(NaCl:Na2SO4:NaHCO3=4:5:5，pH=8.00±0.03)，每次复合盐碱处理后第2天浇灌800 mL 500倍宛式拟青霉菌液(WS)和800 mL 500倍侧孢短芽孢杆菌菌液(YB)，以浇灌等量清水为对照,共处理六次。单株重复，每处理12个重复。
于首次盐碱胁迫处理后15和30 d测定植株根系活力、叶片丙二醛含量、叶片相对电导度及叶绿素含量；于10和20 d测定叶片光合气体交换参数；于5、10、20和30 d测定叶绿素荧光参数；于处理后30 d测定新梢相对生长量，根、茎、叶中全氮、全磷、全钾、钠离子含量及土壤pH值、EC值。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 土壤理化性状的测定
用pH数显式酸度计(Mettler Toledo公司，瑞士)测定土壤pH值。用FE30梅特勒电导率仪(Mettler Toledo公司，瑞士)测定土壤EC值。
1.3.2 植物相关生理指标测定
参照赵世杰等(2016)的方法，用叶片相对电导度反应植物组织逆境伤害程度；用乙醇提取法测定叶片叶绿素含量；用TTC法测定根系活力；用硫代巴比妥酸显色法测定丙二醛含量；用微量凯氏定氮法、钒钼黄比色法、火焰光度法分别测定植物体内全氮、全磷、全钾及钠离子含量。葡萄新梢相对生长量用实验结束后新梢长度减去实验开始时新梢长度表示。
1.3.3 光合荧光参数测定
参照付晴晴等(2017)的方法，用FMS-2型脉冲调制式荧光仪(Hansatech，UK)测定葡萄叶片叶绿素荧光指标；用CIRAS-3便携式光合仪(PP-Systems,美国)测定葡萄叶片光合气体交换参数。
1.4 数据分析
用Microsoft Excel 2016处理数据和作图，用SPSS 26.0软件对数据进行单因素方差分析及多重比较，用LSD法进行差异显著性检验，显著水平P＜0.05。数据以平均值±标准差表示。
2 实验结果
2.1 微生物菌剂对盐碱胁迫下土壤EC、pH值的影响
如图1所示，2种微生物菌剂处理均显著降低了复合盐碱胁迫后土壤pH及EC值。与对照(CK)相比，宛式拟青霉处理(WS)和侧孢短芽孢杆菌处理(YB)的土壤EC值分别显著下降了26.32%和35.32%，pH分别显著降低0.09和0.07个单位值。
2.2 微生物菌剂对盐碱胁迫下‘赤霞珠’葡萄根系活力的影响
由图2可知，盐碱胁迫下施用微生物菌剂后‘赤霞珠’盆栽苗的根系活力较对照显著提高。在胁迫处理第15天时,宛式拟青霉处理(WS)和侧孢短芽孢杆菌处理(YB)的根系活力较对照处理(CK)提高了53.02%和24.09%，在胁迫处理第30天时分别提高了24.09%和27.95%。
2.3 微生物菌剂对盐碱胁迫下‘赤霞珠’葡萄叶片叶绿体色素含量的影响
如表1所示，复合盐碱胁迫后期(30 d)，与CK相比，WS处理叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素和叶绿素a+b含量分别显著提升了23.43%、26.19%、28.57%和24.45%，而YB处理叶绿素各指标虽较CK处理有所提高，但差异不显著。
2.4 微生物菌剂对盐碱胁迫下‘赤霞珠’葡萄叶片光合气体交换参数的影响
从表2中可以看出，复合盐碱处理降低了各处理组叶片的净光合速率(Pn)，在胁迫处理第10天时，宛式拟青霉处理(WS)和侧孢短芽孢杆菌处理(YB)叶片的净光合速率较对照处理(CK)显著提高了27.58%和40.31%；盐碱处理至20 d时，WS处理和YB处理的片净光合速率较CK处理显著提高了63.84%、69.50%。复合盐碱胁迫下各处理组胞间二氧化碳浓度(Ci)呈不同程度的升高趋势,而气孔导度(Gs)呈不同程度的降低趋势，在胁迫处理第20天时WS处理和YB处理的Ci较CK显著降低了9.78%、12.98，YB处理的Gs较CK显著提高了17.77%，WS处理的Gs较CK提高了6.43%，但差异不显著。
2.5 微生物菌剂对盐碱胁迫下‘赤霞珠’葡萄新梢相对生长量的影响
由图3可知，微生物菌剂处理的新梢相对生长量显著高于对照。WS处理和YB处理的平均值较CK处理分别显著提高了24.67%和20.10%。
2.6 微生物菌剂对盐碱胁迫下‘赤霞珠’葡萄根、茎、叶部分矿质元素含量的影响
过量的Na+对细胞有毒害作用，由图4A可知，WS处理和YB处理植株根、茎、叶中钠离子含量均显著低于CK，与CK相比分别降低了18.92%、18.92%；21.21%、19.70%；60.14%、61.49%。WS处理和YB处理植株根、茎、叶中Na+/K+较CK分别显著下降了21.31%、23.50%，20.59%、18.91%，52.94%、50.77%。
3 结论
宛式拟青霉及侧孢短芽孢杆菌处理降低了质量分数为0.42%复合盐碱胁迫下‘赤霞珠’葡萄土壤pH和EC值，降低了根茎叶中Na+ /K+值，维持较高的根系活力、叶绿素含量和光合能力。其中，宛式拟青霉对‘赤霞珠’葡萄根系活力的促进效果好于侧孢短芽孢杆菌；侧孢短芽孢杆菌对降低土壤EC值、提高叶片净光合速率效果好于宛式拟青霉。