葡萄廢棄枝條復(fù)配基質(zhì)對(duì)日光溫室茄子根際環(huán)境及產(chǎn)量品質(zhì)的影響.pdf

西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) Southwest China Journal of Agricultural Sciences ISSN 1001 4829 CN 51 1213 S 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文 題目 葡萄廢棄枝條復(fù)配基質(zhì)對(duì)日光溫室茄子根際環(huán)境及產(chǎn)量品質(zhì)的影響 作者 馬海梅 李梅花 周娟 韋峰 李佳豪 湯學(xué)燊 顧學(xué)才 張亞紅 收稿日期 2024 07 30 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)日期 2024 11 25 引用格式 馬海梅 李梅花 周娟 韋峰 李佳豪 湯學(xué)燊 顧學(xué)才 張亞紅 葡萄廢 棄枝條復(fù)配基質(zhì)對(duì)日光溫室茄子根際環(huán)境及產(chǎn)量品質(zhì)的影響 J OL 西南農(nóng)業(yè) 學(xué)報(bào) 網(wǎng)絡(luò)首發(fā) 在編輯部工作流程中 稿件從錄用到出版要經(jīng)歷錄用定稿 排版定稿 整期匯編定稿等階 段 錄用定稿指內(nèi)容已經(jīng)確定 且通過同行評(píng)議 主編終審?fù)饪玫母寮?排版定稿指錄用定稿按照期 刊特定版式 包括網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)版式 排版后的稿件 可暫不確定出版年 卷 期和頁(yè)碼 整期匯編定稿指出 版年 卷 期 頁(yè)碼均已確定的印刷或數(shù)字出版的整期匯編稿件 錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)稿件內(nèi)容必須符合 出 版管理?xiàng)l例 和 期刊出版管理規(guī)定 的有關(guān)規(guī)定 學(xué)術(shù)研究成果具有創(chuàng)新性 科學(xué)性和先進(jìn)性 符合編 輯部對(duì)刊文的錄用要求 不存在學(xué)術(shù)不端行為及其他侵權(quán)行為 稿件內(nèi)容應(yīng)基本符合國(guó)家有關(guān)書刊編輯 出版的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 正確使用和統(tǒng)一規(guī)范語(yǔ)言文字 符號(hào) 數(shù)字 外文字母 法定計(jì)量單位及地圖標(biāo)注等 為確保錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)的嚴(yán)肅性 錄用定稿一經(jīng)發(fā)布 不得修改論文題目 作者 機(jī)構(gòu)名稱和學(xué)術(shù)內(nèi)容 只可基于編輯規(guī)范進(jìn)行少量文字的修改 出版確認(rèn) 紙質(zhì)期刊編輯部通過與 中國(guó)學(xué)術(shù)期刊 光盤版 電子雜志社有限公司簽約 在 中國(guó) 學(xué)術(shù)期刊 網(wǎng)絡(luò)版 出版?zhèn)鞑テ脚_(tái)上創(chuàng)辦與紙質(zhì)期刊內(nèi)容一致的網(wǎng)絡(luò)版 以單篇或整期出版形式 在印刷 出版之前刊發(fā)論文的錄用定稿 排版定稿 整期匯編定稿 因?yàn)?中國(guó)學(xué)術(shù)期刊 網(wǎng)絡(luò)版 是國(guó)家新聞出 版廣電總局批準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連續(xù)型出版物 ISSN 2096 4188 CN 11 6037 Z 所以簽約期刊的網(wǎng)絡(luò)版上網(wǎng)絡(luò)首 發(fā)論文視為正式出版 引用格式 馬海梅 李梅花 周娟 韋峰 李佳豪 湯學(xué)燊 顧學(xué)才 張亞紅 葡萄廢棄枝條復(fù)配基質(zhì)對(duì) 日光溫室茄子根際環(huán)境及產(chǎn)量品質(zhì)的影響 J 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 202x 3x X Ma H M Li M H Zhou J Wei F Li J H Tang X S Gu X C Zhang Y H Effects of grape waste branches compound substrate on rhizosphere environment yield and quality of eggplant in solar greenhouse J Southwest China Journal of Agricultural Sciences 202x 3x X 收稿日期 2024 07 30 基金項(xiàng)目 寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 2021BEF02016 寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 2023BCF01054 第一作者 馬海梅 1997 女 在讀碩士 研究方向?yàn)槭卟嗽耘嗌砩鷳B(tài) E mail 15595454304 通信作者 張亞紅 1965 女 博士 教授 研究方向?yàn)閳@藝設(shè)施與環(huán)境調(diào)控 E mail zhyhcau 葡萄廢棄枝條復(fù)配基質(zhì)對(duì)日光溫室茄子根際環(huán)境 及產(chǎn)量品質(zhì)的影響 馬海梅 1 李梅花 1 周 娟 2 韋 峰 1 李佳豪 1 湯學(xué)燊 1 顧學(xué)才 1 張亞紅 1 1 寧夏大學(xué)葡萄酒與園藝學(xué)院 銀川 750021 2 寧夏大學(xué)林業(yè)與草業(yè)學(xué)院 銀川 750021 摘要 目的 為提高葡萄園廢棄物高值化利用 研究不同配比葡萄廢棄枝條復(fù)配基質(zhì)理化 性質(zhì)及其對(duì)茄子根際栽培基質(zhì)細(xì)菌群落和產(chǎn)量品質(zhì)的影響 方法 以茄子 天津快圓茄 為研究試材 以商品基質(zhì) 草炭 蛭石 珍珠巖 3 1 1 為對(duì)照 CK 探究 T1 葡萄枝 條發(fā)酵物 草炭 珍珠巖 2 5 3 T2 葡萄枝條發(fā)酵物 草炭 珍珠巖 3 4 3 T3 葡萄 枝條發(fā)酵物 草炭 珍珠巖 4 3 3 和 T4 葡萄枝條發(fā)酵物 草炭 珍珠巖 5 2 3 4種配比 復(fù)配基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分和酶活性 以及茄子根際微生物多樣性和品質(zhì)產(chǎn)量的差異 結(jié)果 相 較于 CK T1 T2 T4 處理復(fù)配基質(zhì)中的全氮含量和速效磷含量顯著提高 而 速效氮和全磷 含量 卻有 降低 各處理的酶活性均 顯著 高于 CK 其中酶活性最為突出 的是 T4 處理 堿性磷 酸酶和 纖維素酶 活性相對(duì)于 CK處理增加了 79 76 和 59 27 相較于 CK 復(fù)配基質(zhì)茄子 根際細(xì)菌群落豐富度及多樣性有所增加 放線菌門 Actinobacteriota 粘球菌門 Myxococcota 擬桿菌門 Bacteroidota 的相對(duì)豐度均有所增加 冗余分析表明 基質(zhì) pH是影響茄子根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵環(huán)境因子 T3處理下 茄子的根系總長(zhǎng)度 總表面 積和總體積均達(dá)到較高水平 可溶性糖和可溶性蛋白 等品質(zhì) 特性也呈現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)水平 產(chǎn)量高 達(dá) 8433 34 kg 667 m2 產(chǎn)投比達(dá) 4 11 凈收益為 24251 69元 667 m2 結(jié)論 通過茄子 根 際基質(zhì)養(yǎng)分 酶活性 微生物多樣性 品質(zhì)及產(chǎn)量等指標(biāo)綜合分析得出 茄子在 各處理 下的 平 均得分 排名為 T3 T4 T2 T1 CK 即 T3 處理 發(fā)酵葡萄枝條 草炭 珍珠巖 40 30 30 為 茄子 的最佳栽培基質(zhì) 關(guān)鍵詞 廢棄葡萄枝條 復(fù)配基質(zhì) 基質(zhì)養(yǎng)分 酶活性 品質(zhì)產(chǎn)量 中圖分類號(hào) S642 2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A Effects of grape waste branches compound substrate on rhizosphere environment yield and quality of eggplant in solar greenhouse MA Hai mei1 LI Mei hua1 ZHOU Juan2 WEI Feng1 LI Jia hao1 TANG Xue shen1 GU Xue cai1 ZHANG Ya hong1 1 College of Wine and Horticulture Ningxia University Yinchuan 750021 China 2 College of Forestry and Prataculture Ningxia University Yinchuan 750021 China Abstract Objective The paper aimed to enhance the high value utilization of vineyard waste the physical and chemical properties of different proportions of grape waste branches compound 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間 2024 11 25 12 10 48 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址 matrix and their effects on the bacterial community yield and quality of eggplant rhizosphere cultivation matrix were studied Method Eggplant Tianjin Kuaiyuanqie was used as the research material and the commercial substrate peat vermiculite perlite 3 1 1 was used as the control CK to explore T1 grape branch fermentation peat perlite 2 5 3 T2 grape branch fermentation peat perlite 3 4 3 T3 grape branch fermentation peat perlite 4 3 3 and T4 grape branch fermentation peat perlite 5 2 3 The nutrient composition and enzyme activity of the four compound substrates as well as the differences in rhizosphere microbial diversity and quality and yield of eggplant Result Compared with CK the total nitrogen content and available phosphorus content in the compound matrix of T1 T2 and T4 treatments were significantly increased the enzyme activity in each treatment group was significantly higher than that in the control group CK especially in the T4 treatment group where the enzyme activity was particularly outstanding The activities of alkaline phosphatase and cellulase increased by 79 76 and 59 27 compared with CK treatment but the total phosphorus content and available nitrogen content decreased Compared with CK the richness and diversity of the bacterial community in the rhizosphere of eggplant in the compound matrix increased Furthermore the prevalent abundance of the phylum Actinobacteriota is noteworthy Bacteroidota and Myxococcota all increased Redundancy analysis indicated that the pH of the substrate was the primary environmental factor influencing the structure of the bacterial community in the rhizosphere of eggplant Under T3 treatment the total root length total surface area and total volume of eggplant reached a high level the quality characteristics such as soluble sugar and soluble protein also showed a high quality level The yield was as high as 8433 34 kg 667 m2 the input output ratio was 4 11 and the net income was 24 251 69 yuan 667 m2 Conclusion Through the comprehensive analysis of eggplant rhizosphere substrate nutrients enzyme activity microbial diversity quality and yield the average score of eggplant under each treatment was ranked as T3 T4 T2 T1 CK that is T3 treatment fermented grape branches peat perlite 40 30 30 is the best cultivation substrate for eggplant Key words Waste grape branches Compound matrix Matrix nutrients Enzyme activity Quality and yield 研究意義 賀蘭山東麓地區(qū)葡萄酒產(chǎn)業(yè)近年來(lái)飛速發(fā)展 帶動(dòng)了當(dāng)?shù)仄咸逊N植業(yè)的蓬 勃興起 數(shù)據(jù)顯示 截至 2023年末 該區(qū)域用于葡萄種植的土地面積已達(dá) 3 8104 hm2 占 全國(guó)葡萄種植面積的 1 3 成為國(guó)內(nèi)最大的釀酒葡萄產(chǎn)區(qū) 1 2 為維持葡萄的產(chǎn)量和質(zhì)量需要 對(duì)其進(jìn)行整形修剪 這一農(nóng)藝操作導(dǎo)致葡萄園每年產(chǎn)生廢棄葡萄枝條約 15 20萬(wàn) t 廢棄葡 萄枝條處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染 破壞生態(tài)平衡 然而 葡萄枝含有大量纖維素 半纖維素 果膠 木質(zhì)素 蛋白質(zhì) 可溶性糖等有機(jī)物質(zhì) 3 5 經(jīng)處理可利用葡萄枝條廢棄物替代不可 再生的草炭基質(zhì)原料來(lái)源 可以解決葡萄枝條廢棄物導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與資源浪費(fèi) 具有 重要的學(xué)術(shù)研究意義 前人研究進(jìn)展 隨著基質(zhì)栽培技術(shù)不斷發(fā)展 設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)基質(zhì)材料 的需求呈逐步上升趨勢(shì) 目前 草炭作為原料廣泛應(yīng)用于栽培基質(zhì) 但其屬于不可再生資源 果樹枝條為含有豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有機(jī)物料 具有潛在的利用價(jià)值 可代替草炭應(yīng)用于基質(zhì)中 6 馬麗娟等 7 以發(fā)酵后的葡萄枝條代替蛭石作為栽培基質(zhì)種植黃瓜 結(jié)果表明 基質(zhì)理化 性質(zhì)均在果菜生長(zhǎng)發(fā)育的適宜范圍內(nèi) 并且果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)量?jī)?yōu)于對(duì)照組 楊松等 8 以不同比例 的葡萄枝條及玉米芯為主要原料配制培養(yǎng)基 采用發(fā)酵料袋培養(yǎng)方式栽培平菇 發(fā)現(xiàn)葡萄枝 條的添加比例以 20 為宜 可以在保證平菇 較好生長(zhǎng)效果的同時(shí) 減少葡萄枝條堆積導(dǎo)致 的環(huán)境問題 顧睿文等 9 用葡萄枝條代替棉籽殼制成平菇菌包 發(fā)現(xiàn)菌絲生長(zhǎng)速度快密度大 出菇整齊 產(chǎn)量高 表明葡萄枝條是栽培食用菌的優(yōu)質(zhì)原料 祁婧等 10 使用葡萄枝屑替代 棉籽殼 將其壓縮成顆粒 作為栽培平菇的基質(zhì)料 每袋出菇量與傳統(tǒng)栽培料無(wú)顯著性差異 表明葡萄枝條也是栽培平菇的優(yōu)質(zhì)原料 基質(zhì)環(huán)境是無(wú)土栽培基質(zhì)質(zhì)量的重要評(píng)估條件 微 生物可以通過多種途徑改變養(yǎng)分環(huán)境 11 其種群密度和酶活性是影響作物根際微環(huán)境的重 要因素 對(duì)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化代謝過程具有重要作用 土壤肥力狀況 的關(guān)鍵評(píng)估指標(biāo) 12 細(xì)菌以 多種途徑參與基質(zhì)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝 傳遞與轉(zhuǎn)化 進(jìn)而對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生重要 影響 13 張銘等 14 研究發(fā)現(xiàn) 5 種特有植物根際的功能細(xì)菌通過自身代謝功能參與土壤養(yǎng)分 循環(huán) 將土壤環(huán)境中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可吸收利用的養(yǎng)分 幫助植物在石灰?guī)r地區(qū)生長(zhǎng) 束勝等 15 研究發(fā)現(xiàn)利用微生物可改善根際礦質(zhì)元素有效性 調(diào)節(jié)根際次生代謝物 增強(qiáng)作物抗逆 性等 郜永博等 16 研究發(fā)現(xiàn)沙子 爐渣 菇渣的體積比為 6 3 1時(shí) 有利于茄子產(chǎn)量 根 系活力和基質(zhì)微生物數(shù)量及酶活性的提高 可為茄子生長(zhǎng)提供良好的微生態(tài)環(huán)境 相關(guān)研究 顯示 微生物群落的多樣性與植物根際活性呈正相關(guān) 對(duì)作物的生長(zhǎng)和品質(zhì)形成具有積極影 響 17 本研究切入點(diǎn) 目前 廢棄葡萄枝條基質(zhì)化利用在黃瓜 番茄等作物栽培中應(yīng)用較 為廣泛 在茄子作物中缺乏相關(guān)研究 擬解決的關(guān)鍵問題 本研究旨在分析不同比例葡萄 廢棄枝條復(fù)配基質(zhì)對(duì)茄子根際基質(zhì)養(yǎng)分 酶活性 根際細(xì)菌群落及產(chǎn)量品質(zhì)的影響 為葡萄 廢棄枝條的高值化利用提供技術(shù)支撐和理論依據(jù) 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于 2023年 3月在寧夏回族自治區(qū)銀川市賀蘭縣寧夏園藝產(chǎn)業(yè)園日光溫室內(nèi)進(jìn)行 1 2 試驗(yàn)材料 供試品種 供試茄子品種為 天津快圓茄 供試基質(zhì) 葡萄枝條復(fù)配基質(zhì)及普通商品基質(zhì) 葡萄枝條復(fù)配基質(zhì)是以寧夏賀蘭山東麓 葡萄種植過程中產(chǎn)生的木質(zhì)化枝條為原料 經(jīng)粉碎發(fā)酵后 與草炭及珍珠巖等材料搭配配制 而成的栽培基質(zhì) 1 3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用栽培槽進(jìn)行種植 長(zhǎng) 3 0 m 寬 1 2 m 深 0 4 m 按 基質(zhì)配方各種植一試驗(yàn)小區(qū) 各處理重復(fù) 3次 共計(jì) 15個(gè)試驗(yàn)小區(qū) 試驗(yàn)期間 各處理的栽培管理保持統(tǒng)一 表 1為各處 理基質(zhì)配比 表 2為定植前各處理基質(zhì)的理化性質(zhì) 表 1 基質(zhì)配比 Table 1 Different matrix ratio 處理 Treatment 葡萄枝條發(fā)酵物 Fermentation of grape branches 草炭 Turf 珍珠巖 Perlite CK 商品基質(zhì) 草炭 蛭石 珍珠巖 3 1 1 T1 20 50 30 T2 30 40 30 T3 40 30 30 T4 50 20 30 表 2 復(fù)配基質(zhì)基本理化性質(zhì) Table 2 Basic physicochemical properties of composite matrix 處理 Treatment 全氮 g kg Total nitrogen 速效 mg kg Avail N 全磷 g kg Total phosphorus 速效磷 mg kg Avail P 速效鉀 mg kg Avail K pH EC值 mS cm EC value CK 2 0 02 a 7 6 0 43 d 2 0 01 a 5 8 2 46 c 6 6 8 1 72 bc 6 0 06 b 2 0 13 b T1 2 0 58 a 8 7 0 69 b 2 0 01 c 7 2 0 85 b 2 6 33 ab 5 0 03 c 2 0 02 a T2 2 0 01 a 5 3 0 16 e 2 0 04 c 7 4 1 18 b 6 9 3 1 61 a 6 0 05 b 2 0 20 b T3 2 0 01 a 7 9 0 26 c 2 0 02 b 7 7 4 36 b 6 6 1 14 34 c 6 0 02 b 2 0 02 b T4 2 0 01 a 8 8 0 37 a 2 0 06 b 8 4 3 49 a 8 1 7 10 ab 6 0 06 a 2 0 03 a 注 同一列不同字母表示處理間存在顯著差異 P 0 05 Note There are significant differences between different letters in the same column P 0 05 1 4 樣品采集與指標(biāo)測(cè)定 1 4 1 基質(zhì)理化性質(zhì)及酶活性的測(cè)定 在茄子盛果期收集不同處理的茄子植株根際基質(zhì) 每個(gè)處理中挑選 6株長(zhǎng)勢(shì)一致的茄子 植株 在其根部附近選取 5個(gè)采樣點(diǎn) 清除地表雜草和殘葉后 用鐵鍬挖取植株根部 0 30 cm 的基質(zhì) 密封袋保存后帶到實(shí)驗(yàn)室 自然條件下風(fēng)干 過 2 mm的篩網(wǎng)篩選用于后續(xù)指標(biāo)測(cè) 定 依據(jù) 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)分析方法 對(duì)基質(zhì)各項(xiàng)理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定 具體測(cè)定方法如表 3 所示 表 3 基質(zhì)理化性質(zhì)測(cè)定方法 Table 3 Determination method of physical and chemical properties of matrix 測(cè)定內(nèi)容 Determination content 試驗(yàn)方法 Test method pH 值 pH 計(jì) EC 值 電導(dǎo)率儀 全氮 堿解擴(kuò)散法 速效氮 堿解擴(kuò)散法 全磷 HClO4 H2SO4 法 速效磷 NaHCO3 鉬銻抗比色法 速效鉀 醋酸銨 火焰光度法 脲酶活性 苯酚鈉 次氯酸鈉比色法 堿性磷酸酶活性 磷酸苯二鈉比色法 纖維素酶活性 3 5 二硝基水楊酸比色法 過氧化氫酶活性 高錳酸鉀滴定法 1 4 2 基質(zhì)細(xì)菌多樣性的測(cè)定 采用 抖根法 進(jìn)行根際基質(zhì)采樣 用經(jīng) 75 酒精進(jìn)行消毒處理后的鐵鍬將植物的根 部連同周圍的大塊土壤一同挖出 小心抖落根系周圍的基質(zhì) 用無(wú)菌刷子將根系上的基質(zhì)顆 粒收集至 2 mL離心管中 液氮速凍后置于 80 冰箱保存 用于后續(xù)的 DNA測(cè)序工作 使用 OMEGA Soil DNA Kit D5625 01 Omega Bio Tek Norcross GA USA 試劑盒提 取樣本 DNA 采用 0 8 瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)檢測(cè)目標(biāo) DNA完整性 并利用 NanoDrop 2000 分光光度計(jì)評(píng)估 DNA濃度 以基因組 DNA為模板 結(jié)合特異性引物及高保真 DNA聚合酶 針對(duì)選定的 V3 V4可變區(qū)進(jìn)行 PCR擴(kuò)增 PCR反應(yīng)體系 30 L Phusion High Fidelity PCR Master Mix New England Biolabs 15 L 引物 0 2 mol L 各 1 L 基因組 DNA模板 10 ng L 1 L ddH2O補(bǔ)足 30 L PCR反應(yīng)條件 98 1 min 98 10 s 50 30 s 72 30 s 30次循環(huán) 72 5 min 2 瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)擴(kuò)增后產(chǎn)物 采用 Quant iT PicoGreen dsDNA Assay Kit對(duì)目標(biāo)片段進(jìn)行膠回收 使用 BioTek FLx800 熒光定量系統(tǒng)對(duì) PCR產(chǎn)物進(jìn) 行定量檢測(cè) 最后用 llumina公司的 TruSeq Nano DNA LT Library Prep Kit試劑盒進(jìn)行文庫(kù)構(gòu) 建 通過 Agilent Bioanalyzer 2100和 Promega QuantiFluor進(jìn)行文庫(kù)質(zhì)量控制 文庫(kù)質(zhì)量達(dá)標(biāo) 后 方可進(jìn)行上機(jī)測(cè)序 1 4 3 果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的測(cè)定 在盛果期隨機(jī)選取每個(gè)處理的 3個(gè)茄子 利用榨汁裝置提取汁液進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定 維生素 C 含量采用鉬藍(lán)比色法 18 測(cè)定 可溶性糖含量采用蒽酮比色法 19 測(cè)定 可溶性蛋白含量采 用用考馬斯亮藍(lán) G 250 染色法 20 測(cè)定 通過 TD 45 數(shù)字折光儀測(cè)量可溶性固形物含量 硝 酸鹽含量采用水楊酸比色法 21 測(cè)定 有機(jī)酸含量采用氫氧化鈉滴定法 22 測(cè) 定 在整個(gè)生長(zhǎng)周期中 以每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)為單位 隨機(jī)挑選 6株茄子植株測(cè)量其產(chǎn)量 使用 電子秤稱量每株植物的產(chǎn)量 并據(jù)此計(jì)算每個(gè)小區(qū)的總體產(chǎn)量 進(jìn)而將其 折算成畝產(chǎn)量 1 4 4 植株根系特征值的測(cè)定 盛果期 每個(gè)處理選取 6株茄子植株 借助 MRS 3200A3L型掃描儀 進(jìn)行根系特征值的測(cè)定 基于對(duì)植株根系的掃描結(jié)果 利用 WinRHIZO 分析軟件對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 得出植 株根系的總體積 總表面積及總長(zhǎng)度等重要指標(biāo) 根系活力采用改良的氯化三苯基四氮銼 TTC 法 23 進(jìn)行測(cè)定 1 5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析 利用 Excel 2021和 SPSS 20 0軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 鄧肯法 Duncan 進(jìn)行檢驗(yàn) 差異顯著性分析 P 0 05 2 結(jié)果與分析 2 1 不同處理對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)及酶活性的影響 2 1 1 不同處理對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)的影響 由表 4 可知 不同處理對(duì)基質(zhì)養(yǎng)分具有顯著影響 PCK T4 T3 T1 基質(zhì) EC 值 表現(xiàn)為 T2 T3 T4 CK T1 T2處理 pH與 EC值最高均高于其他處理 分別為 6 75 2 23 mS cm T1處理基質(zhì) pH與 EC值均為最低 相對(duì)于 T2分別降低 2 50 41 70 表 4 不同處理基質(zhì) 理化性質(zhì) Table 4 Different treatment substrate physical and chemical properties 處理 全氮 g kg 速效氮 mg kg 碳氮比 全磷 g kg 速效磷 mg kg 速效鉀 mg kg pH EC 值 mS cm Treat ment Total nitrogen Avail N C N Total phosphorus Avail P Avail K EC value CK 1 07 0 13 c 43 03 1 62 a 8 20 0 77 a 2 13 0 24 a 28 09 0 86 e 78 18 1 37 b 6 74 0 10 a 1 31 0 07 c T1 1 45 0 17 b 25 29 1 62 d 9 66 0 20 a 0 82 0 12 c 33 84 0 63 d 81 87 0 91 a 6 58 0 04 c 1 30 0 08 c T2 1 72 0 03 a 30 89 1 62 c 9 72 0 51 a 1 18 0 23 b 39 01 0 36 c 78 18 1 05 b 6 75 0 04 a 2 23 0 30 a T3 1 10 0 05 c 41 16 2 80 a 10 04 0 06 a 1 04 0 07 bc 41 04 0 36 b 79 23 0 60 b 6 65 0 08 ab 1 72 0 01 b T4 1 47 0 13 b 36 49 3 23 b 11 77 0 32 a 0 93 0 02 bc 46 88 0 62 a 82 00 1 00 a 6 70 0 02 ab 1 71 0 06 b 2 1 2 不同處理對(duì)基質(zhì)酶活性的影響 由圖 1可知 各 處理 下 基質(zhì)酶活差異顯著 P 0 05 各處理堿性磷酸酶活性 由大到小 依次 為 T4 T2 T3 T1 CK T4處理 酶 活性最高 較 CK 處理增加 了 79 76 T2與 T4 T3處理間無(wú)顯著差異 而 CK T1 T3 T4處理間均存在顯著差異 各處理基質(zhì)脲酶活性 由 大到小依次 為 T4 T3 T2 T1 CK 其中 T4處理 脲 酶活性顯著高于其他處理 且為最高 T2 與 CK T1 和 T3 處理間無(wú)顯著差異 各處理基質(zhì)中過氧化氫酶的活性呈明顯的梯度差異 T2組的酶活性最高 T3和 T4組次之 T1組略低 而 CK組則顯著低于其他處理 需要注意 的是過氧化氫酶的活性在 T1 T2 T3和 T4處理間并無(wú)顯著差異 另一方面 纖維素酶的活 性表現(xiàn)出不同的排序 T4組的纖維素酶活性最高 T1和 T3組次之 T2 組略低 而 CK組則 處于最低水平 相對(duì)于 T4處理降低 59 27 纖維素酶活性 變化與脲酶堿性磷酸酶活性變化 規(guī)律相似 小寫字母表示不同處理間顯著差異 P 0 05 Lowercase letters denote statistically significant discrepancies across various treatment modalities P 0 05 圖 1 不同處理基質(zhì)酶活性特征 Fig 1 Characteristics of substrate enzyme activity in response to diverse treatments 2 2 不同處理對(duì)基質(zhì)細(xì)菌多樣性及群落的影響 2 2 1 不同處理對(duì)基質(zhì)細(xì)菌 Alpha多樣性的影響 圖 2為 不同測(cè)序深度時(shí)細(xì)菌的 alpha多樣性指數(shù)構(gòu)建的稀釋曲線 由圖 2可知 隨著樣本 測(cè)序深度的增加 曲線急速上升 當(dāng)測(cè)序量到達(dá) 30 000 之后 各樣本微生物多樣性曲線逐 漸趨于平坦 說(shuō)明測(cè)序數(shù)據(jù)量足夠且測(cè)序樣本符合要求 可反應(yīng)各樣本中微生物的物種信息 圖 2 稀釋曲線 Fig 2 Rarefaction curve 由圖 3 可知 在 observed species 指數(shù) 中 CK 處理最高 T1 處理最低 在 細(xì)菌豐富度 ACE 指數(shù) 和 Chao1 指數(shù) 中 T4處理最高 T1處理最低 在 observed species 指數(shù) 細(xì)菌豐 富度 Chao1指數(shù)與 ACE指數(shù)中 各處理間無(wú)顯著差異 表明各處理間樣本所檢測(cè)物種數(shù)與 物種豐富度無(wú)顯著差異 在細(xì)菌多樣性 Shannon 指數(shù)中 T4處理最高 T2 T3次之 T1處 理顯著低于其他各處理 總體變化與其他指數(shù)有一定程度的趨同性 圖 3 不同處理對(duì)基質(zhì)細(xì)菌 多樣性的影響 Fig 3 Effect of different treatments on the diversity of matrix bacteria 2 2 2 不同處理對(duì)基質(zhì)細(xì)菌 Beta多樣性的影響 各樣本的重復(fù)點(diǎn)基本聚集在一起 表明所采集的樣品具有良好的重復(fù)性 由圖 4 可知 第一主成分和第二主成分分別解釋 50 06 和 23 53 的變異 合計(jì)解釋 73 59 的總變異 在 第一主成分上 T2處理和 T4處理的距離相近 說(shuō)明 T2處理與 T4處理差異較小 細(xì)菌群落組 成相似 而 CK T1 T3處理間的距離相近 說(shuō)明 CK T1 T3處理間的差異較小且細(xì)菌群 落組成相似 在第二主成分上 T1 T2 T3 T4 處理間距離相近 說(shuō)明 T1 T2 T3 T4 處 理間差異較小且細(xì)菌群落組成基本一致 而 CK與其他處理間距離較遠(yuǎn) 表明細(xì)菌群落組成 存在顯著差異 CK T1 T2 T3 T4 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 observed speci es a a a a a CK T1 T2 T3 T4 8 8 9 0 9 2 9 4 9 6 9 8 10 0 10 2 Shannon b c a ab a CK T1 T2 T3 T4 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 ACE a a a a a CK T1 T2 T3 T4 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 Chao1 a a a a a 圖 4 不同處理下基質(zhì)細(xì)菌群落 PCoA分析 Fig 4 Compare PCoA analyses of bacterial communities under varied treatments 基于基質(zhì)基本理化性質(zhì)作為解釋變量 對(duì)排名前十的優(yōu)勢(shì)菌門的相對(duì)豐度進(jìn)行了冗余分 析 Redundancy analysis RDA 該分析有利于探究環(huán)境因子對(duì)菌群結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制 由圖 5 可知 兩個(gè)主軸的特征值分別為 76 05 和 8 26 兩個(gè)軸累計(jì)解釋變 異量為 84 31 通過 RDA分析 變形菌門 Proteobacteria 放線菌門 Actinobacteriota 擬桿菌門 Bacteroidota 與綠彎菌門 Chloroflexi 的解釋量最大 基質(zhì)理化性質(zhì)方面 pH 的解釋量最大 其次為 全磷 速效鉀 結(jié)果顯示 基質(zhì) 全磷含量及速效氮含量與細(xì)菌門類呈顯著相關(guān) 其中 綠彎菌門和變形 菌門與上述兩項(xiàng)指標(biāo)呈正相關(guān)關(guān)系 而擬桿菌門和放線菌門則呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì) 此外 pH 和 電導(dǎo)率 EC 主要與變形菌門 擬桿菌門呈正相關(guān) 與放線菌門則呈負(fù)相關(guān) 碳氮比 速效磷 與變形菌門 綠彎菌門 放線菌門呈較強(qiáng)負(fù)相關(guān) 相反 與厚壁菌門 Firmicutes 酸桿 菌門 Acidobacteriota 擬桿菌門和粘球菌門 Myxococcota 呈正相關(guān) 速效鉀與放線菌 門呈較強(qiáng)正相關(guān) 而與變形菌門 綠彎菌門和擬桿菌門呈較強(qiáng)負(fù)相關(guān) 圖 5 不同處理微生物群落與基質(zhì)理化性質(zhì)的冗余分析 Fig 5 Redundancy analysis RDA of microbial community and substrate physicochemical properties in different treatments 2 2 3 不同處理細(xì)菌群落組成差異分析 在微生物群落結(jié)構(gòu)分析中 變形菌門 Proteobacteria 是門水平下相對(duì)豐度最高的類群 由圖 6 可知 變形菌門 Proteobacteria 相對(duì)豐度可達(dá)總豐度的 29 39 42 15 其他常見的 主要細(xì)菌門包括 放線菌門 Actinobacteriota 綠彎菌門 Chloroflexi 酸桿菌門 Acidobacteriota 擬桿菌門 Bacteroidota 等 此外 芽單胞菌門 Gemmatimonadota 厚壁菌門 Firmicutes 粘球菌門 Myxococcota 髕骨菌門 Patescibacteria 等也是土 CK T1 T2 T3 T4 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 相對(duì)豐度 Re lative abun dance 處理 Trea tm ent Pr oteobac teria Actinobacte rio ta Chlorof lexi Acidobac teriot a Ba cteroidota Gem m atim onadota Fi rm icutes Myxoc occ ota Patesc ibacteria Verrucom icrobiot a Others 壤微生物群落的重要組成部分 在綱水平下 變形菌綱 Alphaproteobacteria 占總豐度 16 45 20 94 相對(duì)豐度較高 而 變形菌綱 Gammaproteobacteria 的豐度介于 12 93 21 20 在整體中占有較大比例 同時(shí) 放線菌綱也占有重要地位 其豐度范圍為 9 97 23 52 平均相對(duì)豐度低于 10 的微生物 門類包括 Vicinamibacteria 綱 擬桿菌綱 Bacteroidia 芽胞單綱 Gemmatimonadetes 厭氧繩菌綱 Anaerolineae 嗜熱油菌綱 Thermoleophilia 酸微菌綱 Acidimicrobiia 以及 KD4 96等其他菌綱 圖 6 不同處理下細(xì)菌 群落物種組成 Fig 6 Species composition of bacterial communities under different treatments 2 3 不同處理對(duì)植株根系和茄子品質(zhì)產(chǎn)量的影響 2 3 1 不同處理對(duì)植株根系的影響 由圖 7 可知 各 處理對(duì)茄子根系總長(zhǎng)度 總表面積與總體積 均 有顯著影響 PT1 T3 T2 CK 且各處理間無(wú)顯著差異 CK T1 T2 T3 T4 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 相對(duì)豐度 Re lative abun dance 處理 Trea tm ent Alphaproteobacteria Gam m aproteobacte ria Actinobacte ria Vicinam ibacteria Ba cteroidia Anae rol ineae Gem m atim onadete s Acidim icrobii a Th erm oleophili a KD4 96 Others 圖 7 不同處理對(duì)植株根系特征的影響 Fig 7 The impact of varied treatments on plant root traits 2 3 2不同處理對(duì)茄子品質(zhì)的影響 由表 5可知 T4處理果實(shí)維生素 C含量 最高 顯著高于其他處理 為 58 52 mg 100g CK T1 T2 T3處理間維生素 C 含量無(wú)顯著差異 T3處理可溶性糖與可溶性蛋白含量最高 分 別為 8 07 2 66 mg g CK T1 T3處理間可溶性糖含量無(wú)顯著差異 T2處理的可溶性糖 含量最低 較 T3處理降低 16 85 CK T1和 T2處理之間的可溶性蛋白含量無(wú)顯著差異 相比之下 T4 處理的可溶性蛋白含量最低 較 T3 降低 55 64 各處理間可溶性固形物含 量均有差異但不顯著 T1含 量最高 為 4 73 CK 含量最低 為 4 07 各處理間硝 酸鹽 含量均存在顯著差異 T1 處理硝酸鹽含量最高 T2 次之 T4 處理硝酸鹽含量最低 較 T1 降低 41 61 各處理間的有機(jī)酸含量均無(wú)顯著性差異 表 5 不同處理對(duì) 茄子 品質(zhì)的影響 Table 5 Nutrient trai