多功能链霉菌生物肥对老龄梨树长势和根际与内生可培养细菌的影响

胡 栋， 屈雅莉， 张翠绵， 贾 楠， 李洪涛， 王占武

河北省农林科学院遗传生理研究所，河北省植物转基因中心重点实验室；农业部农产品质量安全风险评估实验室（石家庄），石家庄 050051

河北赵县是著名的梨树之乡，赵州雪梨被命名为地域名牌产品。目前，全县梨树的种植面积达1.67万hm2，30年以上的老梨区占70%以上。多年来，由于不合理施肥用药，土壤的综合肥力逐年下降，普遍出现树势下降、病弱树逐年增多现象，年病死率达1%～3%，果实品质下降，市场竞争力下降，严重影响着梨区的持续发展和梨农的增收。施用有机肥、生物有机肥是恢复土壤肥力和生态平衡的重要措施之一［1，2］。河北省农林科学院遗传生理研究所经多年研究，成功研发了以多功能链霉菌TOR3209为核心的生物有机肥，具有显著促生、降解根系毒素、预防土传病害等功能。2010-2012年连续3年在赵县梨树老区的20个农户的果园进行应用试验，以明确该产品对恢复老梨树的长势及改善果实品质的效果，为生物有机肥在梨树老区上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

TOR3209生物有机肥，由河北省农林科学院遗传生理研究所研制并提供。供试梨树品种为黄冠。试验地点为河北省赵县谢庄乡和高庄乡的老梨区，树龄25年以上，行株距为5m×4m。

1.2 试验设置

试验设置实验组和对照组2个处理，实验组施用多功能生物有机肥，对照施用未添加功能菌的有机肥载体，其他管理措施均相同。每个处理设3次重复，随机排列，每个小区3行，共30棵树。

每年施肥两次，分别在落叶前（10月中下旬）和开花前（4月初）各施肥一次；每棵树施肥5kg，于树冠垂直投影处开圆形沟施肥，沟深约20cm，生物肥与根系周围土壤混合均匀后添埋。其他管理同常规措施，在整个生长周期，每棵树施用含氮磷钾45%的复合肥3kg，浇水约5次。

1.3 测定指标与分析

在果实采摘期，分别采集梨树的叶片、果实和根际土壤。叶片和果实分别采摘于树冠外围的上、中、下三个不同部位，每个部位随机采10片（个）。每个处理随机采10棵树。根际土壤采集于梨树根系周围1cm范围的根际土壤，采用五点取样法。

1.3.1 叶片生理指标的测定 叶片厚度采用游标卡尺测量法，每10片叶叠放后一并测量；叶片生物量采用称量法，分别测鲜重和干重，叶片干燥采用45℃烘箱烘干；叶片叶绿素总含量采用丙酮提取方法，用美谱达UV3200分光光度计测定，3次重复，计算平均值。

1.3.2 果实生理生化指标的测定 果实硬度使用硬度计测量；可滴定酸含量采用酸碱中和滴定法测定；可溶性固形物（Tss）含量用手持型折光仪测量。

1.3.3 根际土壤和根内可培养细菌的检测 采用改良的NA培养基分离根际土壤和根内的细菌，28℃培养48～72h，挑取不同形态的菌株并纯化，利用细菌通用引物27F、1492R扩增细菌16SrDNA并测序，通过BlastN比对得到细菌种属信息，对不同处理下所得可培养细菌进行比对分析。

2 结果与分析

2.1 多功能链霉菌生物肥对黄冠梨叶片生物量及生理指标的影响

试验中发现，采用TOR3209生物有机肥处理后，梨树的长势明显得到恢复，表现为根系发达、毛细根明显增多、叶片面积增大、颜色由黄转绿且有光泽。检测结果表明（表1），叶片厚度、叶片叶绿素含量分别提高11.4%和14.6%，叶片鲜重和干重分别提高25.9%和14.6%，且均达到显著性差异（P＜0.05）。说明经生物有机肥处理后，梨树的树势得到恢复，叶片生物量和叶绿素含量的提高非常有利于光合产物的合成，为树体营养物质的积累和果实品质的改善奠定了生物基础。

表1 TOR3209生物有机肥对黄冠梨叶片厚度及生物量的影响 Table 1 Effect of TOR3209biological organic fertilizer on leaf thickness and biomass of pear.

2.2 多功能链霉菌生物肥对果实品质和产量的影响

由表2可见，经生物有机肥处理的梨果实的硬度提高了10.8%，这很有利于果实的储存和运输；可溶性固形物含量提高6.3%，果实的口感和风味改善明显；可滴定酸提高6.4%，有利于果实保鲜和维生素C的保存。经果园实地测产，增产幅度在3%～10%。试验过程发现，经TOR3209生物有机肥处理的弱树，树体树势恢复明显，一般1～2年后可重新挂果。

表2 TOR3209生物有机肥对梨果实品质的影响 Table 2 Effect of TOR3209biological organic fertilizer on fruit quality of pear.

2.3 多功能链霉菌生物肥对梨树根际细菌数量和群体结构的影响

由表3可见，用生物有机肥处理的根际土壤细菌数量为10种，对照只有6种，其中木糖氧化无色小杆菌、突尼斯叶杆菌、松柏假单胞菌、变金黄节杆菌4种细菌在对照根际土壤中都没有出现，推测这几种细菌可能在根际土壤生态系统中起着重要作用。根际土壤较高的细菌生物多样性和更优的菌群结构，保证了土壤较高的系统生产力。

2.4 多功能链霉菌生物肥对梨树根系内生细菌数量和群体结构的影响

从根系可培养内生细菌种群和数量的检测结果可见（表4），经生物有机肥处理后，根系内生细菌数量显著上升，达到极显著差异（P＜0.01）。生物有机肥处理的根系内生可培养细菌种类为6种，而对照只有巨大芽胞杆菌1种。

表3 TOR3209生物有机肥对根际土壤细菌群落种类和数量的影响 Table 3 Effect of TOR3209biological organic fertilizer on type and quantity of rhizosphere bacteria.

表4 TOR3209生物有机肥对梨根系内生细菌种类和数量的影响 Table 4 Effect of TOR3209biological organic fertilizer on type and quantity of endophytic bacteria of root.

3 讨论

2010-2012年连续3年在老梨区黄冠梨上的施肥试验表明，TOR3209生物有机肥能显著恢复老梨树的长势，再生根和毛细根数量显著增多；叶片厚度和叶片生物量明显提高，叶绿素含量提高14.6%，叶片干生物量提高14.6%，为树体营养物质的积累和果实品质的改善奠定了生物基础；果实品质显著改善，可溶固形物含量提高6.3%，硬度提高10.8%，有利于果实的储存和运输，其效果与叶面喷施沼液［3］或土施硼肥和钾肥［4］的效果相当，也与生物菌肥在番茄上的效果一致［5］。同时我们观察到，经生物有机肥处理的根际土壤和根系内生可培养细菌的多样性显著提高。由于长期施用化肥会严重影响土壤微生物区系，细菌多样性会严重下降，这也是土壤退化的重要原因，而施用TOR3209生物有机肥则可以改变这一局面，使土壤生态得到修复，进一步改善根内细菌的结构，从而有利于树体的生长。

目前，在老梨区普遍发生弱树、病树甚至死树现象，表现为根系腐烂或枯萎，叶片变小、变黄，生产上大部分采用输液、施用微量元素肥等方法，虽然症状有些改善，但仍然不能改善根系的发育，使营养和水分的输送仍然不能得到根本改善，本试验证明，采用生物有机肥则可以通过对土壤生态的修复，恢复根系的长势和活力，从根本上改变这一现象。TOR3209生物有机肥在老梨区的应用效果十分显著，值得推广和应用。

通过对菌株TOR3209的全基因组序列分析，结果表明，该菌株具有多种活性物质的合成途径以及多条芳烃类物质的降解途径［6］，本试验结果支持了这一结论，但是，链霉菌TOR3209的生理生化功能以及对退化土壤修复的作用机理还有待进一步研究。

［1］ 陈 谦，张新雄，赵 海，等.生物有机肥中几种功能微生物的研究及应用概况［J］.应用与环境生物学报，2010，16（2）：294-300.

［2］ 张余莽，周海军，张景野，等.生物有机肥的研究进展［J］.吉林农业科学，2010，35（3）：37-40.

［3］ 郝少彦，尹淑丽，黄亚丽，等.叶面喷施沼液对黄冠梨品质和产量的影响［J］.中国果树，2012，（1）：24-26.

［4］ 张 媛，张玉星，王国英.土施硼肥和钾肥对黄冠梨果实品质的影响［J］.中国果树，2012，（9）：32-34.

［5］ 孙佳瑞，胡 栋，张翠绵，等.链霉菌S506对番茄生长和冷害生理生化的影响［J］.中国农学通报，2012 ，28（31）：167-171.

［6］ Hu D，Li X Z，Chang Y L，et al..Genome sequence of Streptomyces sp.strainTOR3209，a rhizosphere microecology regulator isolated from tomato rhizosphere［J］.J.Bacteriol.，2012，194（6）：1627.