园林废弃物堆肥配制基质的防病解磷效果研究

鄢海印 唐志远 吕浩荣

摘要[目的]研究不同园林废弃物堆肥配制基质的防病解磷效果。[方法]利用不同接种方式的园林废弃物堆肥配制基质，进行番茄栽培试验，分析基质微生物群落功能、解磷以及防治青枯病的效果。[结果]接种复合菌剂堆肥配制的基质具有一定的防病效果，可以提高微生物总体活性、群落物种丰富度，促进番茄生长，增加吸磷量，提高基质中速效磷和水溶性磷含量。后期接种堆肥配制基质的防病效果最优，而2次接种堆肥配制基质的解磷效果最好。[结论]该研究为防病、解磷功能型营养基质的研制提供理论基础和实践依据。

关键词 园林废弃物；堆肥；基质；防病；解磷；微生物多样性

中图分类号 S141.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）22-0122-03

Abstract[Objective]To study the effect of disease prevention and phosphatedissolving from garden waste compost substrate.[Method]The substrates were prepared by using garden waste composts with different inoculation of functional microbes， peat and perlite. The trial of tomato cultivation was carried out to study the microbial community functional diversity， phosphorus release and the control of tomato bacterial wilt.[Result]The substrate prepared by the composts inoculated with functional bacteria had an obvious disease prevention effect. It could improve the overall microbial activity and the species richness of the microbial community， promote the growth of the tomato， increase the amount of phosphorus uptake and improve the content of the available phosphorus and water soluble phosphorus in the substrate. The disease control of the substrate prepared by garden waste compost of inoculation at the late stage of composting was the best. The phosphatedissolving of the substrate prepared by garden waste compost of inoculation both at early stage and late stage was the better.[Conlcusion]The research provides theoretical basis and practical basis for the development of functional nutrient substrate for the disease control and phosphatedissolving.

Key words Garden waste；Compost；Substrate；Disease control；Phosphatedissolving；Microbial diversity

隨着农业无土栽培技术的推广，花卉苗木产业的集约化发展，基质成为其不可或缺的因素，目前使用的基质主要是泥炭，而泥炭作为一种不可再生自然资源[1]，过度开发将导致自然资源的迅速耗失。大量研究探讨了利用有机废弃物堆肥产品替代部分泥炭配制基质，相继研究出各种农、林生产使用的基质，为泥炭资源的可持续利用提供参考[2-7]。针对农、林生产过程植物病害防治以及养分流失、固定导致肥料利用率低等问题，笔者利用接种拮抗菌、解磷菌的园林废

弃物堆肥配制基质，

研究不同接种方式堆肥配制基质的生物防治植物病害以及利用生物学途径维持基质中磷养分的供应水平，以期为防病、解磷功能型营养基质的研制提供科学依据，以加快园林废弃物堆肥产品推广应用。

1 材料与方法

1.1 材料 ①供试堆肥是以园林废弃物、磷矿粉为原料，分为不接种、前期接种、后期接种以及前、后2次接种共4种堆肥方式[8]，堆制53 d而成，其基本性质见表1。②配制基质的其他物料：泥炭、珍珠岩、复合肥（15-15-15）由广州市园林基质厂提供。③供试作物：益丰4号番茄。④供试病原菌：青枯病菌（Ralstonia solanacearum），华南农业大学园艺学院蔬菜系提供。

1.2 试验设计

不同堆肥、泥炭、珍珠岩、复合肥按表2比例配制基质，分别得到处理CK、T1、T2、T3。每个处理10个重复，每盆装基质2 kg，移栽2株长势均匀番茄。7 d后番茄正常生长，各处理的6个重复每盆基质接种5 mL青枯病菌（菌液浓度为1.47×108 CFU/mL）进行基质防病效果研究，记录番茄发病情况，分别于番茄移苗后14、40 d取样基质用于Biolog分析微生物多样性。

各处理的4个重复则用于解磷效果研究，番茄生长期为40 d，收获后测定番茄地上部分鲜重、干重、番茄全磷含量，并取样测定基质速效磷、水溶性磷含量。

1.3 测定项目与方法

①番茄发病及病情指数统计。番茄移栽接入青枯菌后每天下午进行发病调查和统计，记录新发病株数及发病程度，参照方中达[9]方法统计病情指数。

②Biolog分析。按王秀红等[10]的方法，采用培养72 h的数据计算每孔颜色平均变化率（AWCD）和微生物群落功能多样性指数。

③全磷采用H2SO4-H2O2消煮-钒钼黄比色法测定；速效磷采用柠檬酸浸提-钒钼黄比色法测定；水溶性磷采用水浸提-钼锑抗比色法测定[11]。

1.4 数据分析 多重比较分析采用SAS 9.0邓肯氏新复极差法，Biolog方法72 h的测定数据标准化处理后进行微生物多样性分析[10]。

2 结果与分析

2.1 不同基质的防病效果 由图1可知，CK、T1、T3处理的番茄在移栽12 d开始发病，其中CK病情指数最高，而T2处理的番茄发病时间延迟，移栽16 d才开始发病。各处理番茄发病情况呈逐渐增加趋势，番茄生长40 d后，CK发病最严重，全部死亡，而T2处理的发病最轻。各处理（CK、T1、T2、T3）番茄的病情指数分别为100.00%、91.67%、66.67%、83.33%，由此可知，接种复合菌剂堆肥配制的基质具有一定的防病效果，而且后期接种堆肥配制的基质防病效果更明显，这与其拮抗菌枯草芽孢杆菌的含量最高有关。

2.2 不同基质的微生物多样性分析

AWCD及其时间变化用以衡量微生物利用不同碳源的整体能力，直接反映微生物的整体活性[12-13]。由表3可知，番茄生长14 d，CK的AWCD值最小，而T1、T2处理的AWCD值无显著差异，但显著大于CK。至收获时，CK的AWCD值最低，而T2处理最高，表明 Shannon index评估群落物种丰富度和均匀度，Simpson index评估群落中最常见的物种优势度指数，2种多样性指数反映了土壤微生物群落功能多样性的不同侧面[10，13]。从表4可以看出，番茄移栽14 d，接种堆肥处理的 Shannon index无显著差异，但显著大于CK，而T3处理的 Simpson index最高，显著高于其他处理。番茄收获时，T2处理的 Shannon index最大，且显著高于CK，各处理Simpson index的变化规律与番茄生长14 d类似。结合番茄病情指数分析，Shannon index可较好地反映基质的微生物群落功能多样性，并与番茄的发病情况相似。由此说明接种复合菌剂堆肥配制的基质可以提高群落物种丰富度，而且后期接种复合菌剂堆肥配制的基质效果更佳。

2.3 不同基质的解磷效果

从表5可以看出，接种堆肥的番茄生物量显著高于对照，表明利用接种堆肥配制的基质可促进番茄生长。与CK相比，T1、T2、T3处理的干重分别增加17.91%、21.76%、20.21%，说明后期接种和2次接种堆肥配制的基质优于前期接种堆肥配制的基质。不同基质种植番茄的全磷含量差异不显著，说明接种堆肥配制的基质对提高植物全磷含量影响不大，但接种堆肥配制的基质对番茄吸磷量影响明显，T3处理番茄吸磷量最高。与对照相比，T1、T2、T3處理的吸磷量分别增加15.21%、16.95%、17.89%，表明接种堆肥配制的基质栽培番茄可以增加吸磷量，提高磷的利用率，而且分2次接种堆肥配制的基质效果更佳，主要是由于堆肥不同阶段接种解磷功能菌（胶质芽孢杆菌）定殖效果差异引起的。

由表6可知，T3处理基质中速效磷含量最高，CK速效磷含量最低，且T3处理的速效磷含量显著高于其他处理。接种堆肥基质中水溶性磷均显著高于CK，且T3处理显著高于T1、T2处理。表明接种堆肥配制的基质可以提高基质中速效磷和水溶性磷含量，而且分2次接种堆肥配制的基质效果更佳，这与表1堆肥不同阶段接种解磷功能菌定殖效果差异有关。

3 讨论

针对农、林生产植物病害防治、肥料利用率低等问题[14]，强化堆肥产品功能化研究是今后研究的重点。该研究利用不同接种方式的堆肥产品配合泥炭、珍珠岩、复合肥按一定比例配制基质，结果表明，不同接种方式堆肥配制的基质防病、解磷效果存在差异，分2次接种以及后期接种功能菌堆肥配制的基质能促进番茄生长，增加作物对磷的吸收，提高磷的利用率，而且对番茄青枯病具有一定的防治效果，这主要依赖于园林废弃物堆肥过程中接种的功能菌在堆肥中定殖，丰富了堆肥中微生物资源库。研究表明，在堆肥初期接种复合微生物，添加外源复合微生物会与堆料中土著微生物竞争营养源，较高浓度的土著微生物浓度会抑制接种微生物的生长繁殖，而且接种微生物存在不适应堆肥高温环境出现大量死亡或休眠[8，10]，微生物接种时机是影响堆肥效果的关键因素，这与该研究不同基质防病、解磷结果相适应。园林有机废弃物堆肥功能化开发使得堆肥产品不仅提供养分，提高农产品产量和品质，而且增加堆肥解磷、防病等功能，拓展堆肥应用价值，具有良好的生态效益、环境效益和社会效益，符合国家发展循环经济和节约型社会发展要求。

4 结论

（1）接种复合菌剂堆肥配制的基质对番茄青枯病具有明显的防病效果，且后期接种堆肥配制的基质防病效果最优。

（2）接种堆肥配制的基质可以提高微生物总体活性、群落物种丰富度，而且后期接种堆肥配制的基质效果更好。

（3）接种堆肥配制的基质可以促进番茄生长，增加吸磷量，提高基质中速效磷和水溶性磷含量，而且分2次接种堆肥配制的基质效果最优。

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