微生物肥料對土壤生態及葡萄葉片葉綠素熒光特性的影響

摘要：研究了微生物肥料對土壤生態及肥力和葡萄葉片葉綠素熒光參數的影響，結果表明，施用微生物肥料提高了土壤細菌、真菌、放線菌等微生物量，改善了土壤生態，提高了土壤肥力和陽離子代換量，降低了土壤容重，增加土壤堿解氮和速效鉀含量；此外，微生物肥料處理還提高了葡萄葉片葉綠素熒光參數PSⅡ的實際光化學效率（ΦPSⅡ）、最大光化學效率（Fv/Fm）、光化學猝滅系數（qP），降低了非光化學猝滅系數（NPQ）值，從而提高了葡萄葉片的光能利用率。

關鍵詞：葡萄；微生物肥料；土壤生態；葉綠素熒光

中圖分類號：S144文獻標識碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2011.01.024

Effects of Microbial Fertilizer on the Soil Ecosystem and Chlorophyll Fluorescence Characteristics of Grape Leaves

ZHANG Chao-xuan1， YANG Tian-yi1， WU Shu-hang2， ZHOU De-ping2， JIANG Ai-li1， YE Zheng-wen1

(1.Forestry and Pomology Research Institute， Shanghai Academic of Agricultural Science， Shanghai Key Lab of Protected Horticultural Technology， Shanghai 201106， China;2.Environmental Science Research Institute ， Shanghai Academic of Agricultural Science， Shanghai 201106， China )

Abstract：Effect of microbial fertilizer on soil ecosystem and chlorophyll fluorescence of grape leaves. The results showed that used microbial fertilizer could increase soil bacteria fungi and actinomyces， remedy the soil ecology， improved soil fertility， reduced soil bulk density， increased the cation exchange capility and increased soil available phosphorus， nitrogen and potassium content. The treatments used microbial fertilizer also could increased the chlorophyll fluorescence dynamics parameters， ΦPSⅡ， Fv/Fm， qP and deceased non-photochemical quenching efficient(NPQ) in grape leaves. This indicates antimicrobial fertilizer could enhance light utilization efficiency of grape leaves.

Key words: grape; microbial fertilizer; soil ecosystem; chlorophyll fluorescence characters

葡萄是需鉀較多的果樹，特別是果實膨大期增施鉀肥有利于葡萄果實品質的提高[1]，因此，生產中往往在其生長后期施用大量的化學鉀肥，結果不但造成大量的養分流失，還會引起土壤退化、生態環境惡化等問題，不符合當今“生態、高效、循環”農業的發展方向。此外，隨著人們生活水平的不斷提高，對食品安全的重視以及對食品品質的要求都不斷提高，優質、綠色、特別是有機果品的需求量不斷加大[2]。而在綠色果品生產中要嚴格限制化學肥料的施用量，有機果品生產中更是嚴禁施用化學肥料。因此，在降低或者不施用化學肥料的條件下如何提高土壤中的部分營養成分含量使其滿足植物特殊時期的需求對發展綠色農業、有機農業具有重要的意義。

高效生物鉀肥是一種硅酸鹽菌劑，它通過微生物作用，改變土壤中養分的含量，促進植物吸收。為了探討微生物鉀肥在葡萄上的應用效果，本研究以巨峰葡萄為試材，研究了不同濃度生物鉀肥對土壤生態理化性狀和葡萄葉片葉綠素熒光參數的影響，尋求在葡萄上的最佳的應用濃度，為葡萄優質高效栽培提供理論依據。

1 材料和方法

1.1材料

供試品種為3年生巨峰葡萄，采用根域限制避雨栽培，大棚為南北向鋼管塑料大棚，采用“V”型架栽培，株距×行距為1.5 m×3 m，每株留結8個果枝，每結果枝留1穗果，處理前修整果穗，每果穗保留45~50個果子。供試肥料為高效微生物肥料[中華人民共和國肥料正式登記號：微生物肥（2002）準字（0032）號）]，由南京農業大學提供，施用前測得微生物肥料的有益菌含量為5×108 cfu·mL-1。

1.2試驗設計

試驗在上海崇明島新河鎮欣苑葡萄專業合作有機葡萄園內進行，試驗所在地塊為其申請有機果品地塊，處于有機轉換期，該地塊全部施用有機肥，沒有施用任何化學肥料。土壤基本理化性狀見表1。試驗設不施任何鉀肥（CK），根施稀釋100倍高效生物鉀肥（T1），根施稀釋300倍高效生物鉀肥（T2），根施500倍高效生物鉀肥（T3）4個處理，每處理3次重復，每重復10株，隨機排列。于葡萄膨大期開始施用，每次每株葡萄施用稀釋液2.5 kg（各處理中沒有施肥處理的每次均用同等數量清水根施或葉面噴施），每10 d處理1次，共施用3次，于最后一次肥料施用10 d后采集不同處理土壤表層0~20 cm樣品，帶回實驗室分析，同時當日測定不同處理的葡萄葉片葉綠素熒光指標。

1.3測試項目及方法

1.3.1 土壤養分及微生物測定方法 土壤養分、微生物生物量采用常規分析方法。用氯仿熏蒸法分析土壤微生物生物量，平板培養計數法分析微生物區系組成[3]，環刀法測定土壤容重，浸提蒸餾法測定陽離子代換量，重鉻酸鉀-硫酸法測定有機質含量，堿解擴散法測定堿解氮含量，鉬銻抗比色法測定速效磷含量，浸提比濁法測定速效鉀含量[4]。

1.3.2葉綠素熒光動力學參數 與SPAD測量同步，測定葉片葉位相同，采用PAM2100調制熒光儀(Walz德國)進行。經過20 min充分暗適應，然后照射測量光，得到原初熒光(Fo)，隨后給一個飽和脈沖光(8 000 μmol·m-2·s-1，20 kHz，0.8 s)后關閉，得到暗適應最大熒光(Fm)。打開測量光（600 μmol·m-2·s-1），待葉片光合作用達到穩態后得到光合穩態熒光(Fs)并記錄，打開飽和脈沖光(8 000 μmol·m-2·s-1，20 kHz， 0.8 s)得到光化學作用下最大熒光Fm′。

2結果與分析

2.1施用微生物肥料對土壤微生物含量和區系的組成的影響

細菌、放線菌和真菌是土壤中的三大微生物，它們對土壤中有機質的分解、氮和硫營養及其化合物的轉化具有重要作用，施用不同濃度的微生物鉀肥后土壤微生物含量如表2。從表中可以看出，施用微生物肥料的處理T1、T2和T3土壤微生物總量分別較對照提高了43.1%、40.7%和 29.9%，且與對照間的差異均達顯著差異水平。另外，施用微生物肥料處理的土壤真菌、細菌和放線菌的含量也都高于對照。說明施用微生物肥料后，改善了土壤微生物區系組成，提高了土壤放線菌與真菌的比值，增強了土壤拮抗病原菌能力，這有利于改善土壤團粒結構，加速固態養分轉化，提高土壤養分的有效性和利用率。

2.2施用微生物肥料對土壤理化性狀及肥力的影響

表3表明，施用微生物肥料對土壤理化性狀和肥力都產生有益影響，施用微生物肥料后處理T1、T2和T3土壤容重分別較對照下降了16.7%、12.9%和5.8%，處理T1和T2的土壤陽離子交換量顯著高于對照，說明施用適當濃度微生物肥料后可以增加土壤的疏松度，增加土壤團粒性。另外，微生物肥料處理的土壤有機質含量也都高于對照，特別是處理T1和T2與對照間的差異達顯著水平。處理T1和T2的土壤堿解氮含量均顯著高于對照，分別較對照提高了20.7%和17.7%，處理T3的土壤堿解氮含量雖高于對照，但與對照間的差異不顯著；施用微生物肥料的土壤速效鉀含量均顯著高于對照，而各處理土壤速效磷含量與對照間沒有明顯差異。

2.3施用微生物肥料對葡萄葉片葉綠素熒光參數的影響

葉綠素熒光參數可反映光合機構內部一系列重要的調節過程，能快速反映光合作用的能量轉換軌跡，因而成了原位檢測PSⅡ能量轉換與傳遞的極好探針[5－7]。PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）值大，說明PSⅡ反應中心的能量捕捉效率高。實際光化學效率ΦPSⅡ是PSⅡ反應中心部分關閉時的光化學效率，其值高，說明光合結構電子傳遞能力強，吸收的光能被用于光化學反應的份額大，有利于提高葉肉細胞的光合能力和植物的光合效率，為暗反應的碳同化積累更多的能量[8]。本研究表明（圖1），施用100倍和300倍微生物肥料的處理，葡萄葉片的Fv/Fm和ΦPSⅡ值都明顯高于對照，處理的T1和T2的Fv/Fm和ΦPSⅡ值分別較對照提高了27.8%、22.4％、32.8%、42.5%，而施用500倍微生物肥料的處理其與對照間的差異不大。

植物葉片的熒光光化學猝滅系數（qP）反映了PSⅡ反應中心的開放程度，光化學猝滅系數（qP）大，表明PSⅡ開放的反應中心所占比例大，PSⅡ的電子傳遞活性高。而非光化學猝滅系數（NPQ）反應PSⅡ反映中心吸收的光能不能用于光合電子傳遞，而以非輻射能量耗散的大小[9-10]。圖1表明，處理T1的qP值最高，且與對照間的差異達顯著水平，處理T2和T3的qP值雖然也高于對照，但與對照間的差異不顯著。不同濃度微生物處理都降低了葡萄葉片的非光化學猝滅系數，但處理間有所差異，處理T2的降幅最大。

3小結

高效生物鉀肥是一種硅酸鹽細菌肥料，在其它作物上的應用較廣，筆者通過高效生物鉀肥對葡萄園內土壤生態及肥力的影響研究初步表明，施用微生物肥料后，可明顯改善生態，提高土壤微生物量和真菌、放線菌和細菌數量，改善微生物區系結構，降低土壤容重，提高陽離子交換量，改善土壤理化性狀，此外還提高了土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量，提高了土壤肥力。

植物葉片吸收的光能可以形成光合同化力，或以熱能的形式散失，或以熒光的形式耗散，三者之間存在著此消彼長的關系，葉綠素熒光特性能快速反映光合作用的能量轉換軌跡[5]，因而成了原位檢測PSⅡ能量轉換與傳遞的極好探針。微生物肥料在改善土壤生態的同時，對葡萄葉片葉綠素熒光參數也有很大影響，特別是根施100倍和300倍高效微生物肥料處理，葡萄葉片的PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）、實際光化學效率（ΦPSⅡ）和光化學猝滅系數（qP）都有很大的提高，而非光化學猝滅系數（NPQ）明顯降低，說明施用微生物肥料后提高了PSⅡ反應中心的能量捕捉效率，增強了光合結構電子傳遞能力，降低了光合作用中非輻射能量的耗散，從而提高了葡萄的光合能力。

參考文獻：

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