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第48卷第2期 2025年3月 河北农业大学学报 JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL UNIVERSITY Vol 48 No 2 Mar 2 0 2 5 施用玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌对设施番茄生长和 土壤性状的影响 王伟宁 1 李翔宇 1 韩 旭 1 马 理 2 刘文菊 1 李博文 1 1 河北农业大学 资源与环境科学学院 华北作物改良与调控国家重点实验室 河北省农田生态环境重点实 验室 河北省蔬菜产业协同创新中心 河北 保定 071000 2 河北省永清县农业农村局 河北 永清 065600 摘要 为探明玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌菌剂对设施番茄生长和土壤性状的作用效应 以番茄连作 12 年的棚室 为研究对象 探究单施玉米秸秆生物炭 B 单施芽孢杆菌菌剂 M 玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂 BM 对番茄生长 土壤养分 土壤酶活性 土壤微生物群落的影响 结果表明 与 CK 相比 M 处理番茄单果重 产量 维生素 C 含量分别显著增加28 05 32 59 13 63 成熟期土壤速效钾含量 过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性 分别显著增加76 69 16 11 和 7 51 BM 处理土壤细菌和真菌 Sobs 值分别显著增加5 12 和 3 93 与 B 处理相比 M 处理番茄产量 成熟期土壤速效钾含量 过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性分别显著增加26 67 35 83 13 87 和 7 64 BM 处理土壤真菌 Sobs 值显著增加3 09 与 M 处理相比 BM 处理成熟期土壤速 效钾含量显著降低23 85 真菌和细菌 Sobs 值分别显著增加5 06 5 81 单施芽孢杆菌提质增产 改善土 壤性状的效果较好 玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂改善土壤微生物群落多样性和丰富度效果较好 关 键 词 设施番茄 枯草芽孢杆菌 胶质类芽孢杆菌 促生 中图分类号 S641 2 开放科学 资源服务 标识码 OSID 文献标志码 A Effects of applying corn stalk biochar and Bacillus on the growth of greenhouse tomatoes and soil properties WANG Weining 1 LI Xiangyu 1 HAN Xu 1 MA Li 2 LIU Wenju 1 LI Bowen 1 1 College of Resources and Environmental Sciences Hebei Agricultural University State Key Laboratory of Crop Improvement and Regulation in North China Key Laboratory of Agricultural Ecological Environment in Hebei Province Collaborative Innovation Center of Vegetable Industry in Hebei Province Baoding 071000 China 2 Agricultural and Rural Bureau of Yongqing County Yongqing 065600 China Abstracts To investigate the effects of corn stalk biochar and Bacillus on the growth of greenhouse tomatoes and soil properties a study was conducted in a greenhouse with 12 years of continuous tomato cultivation The study explored the impacts of applying corn stalk biochar alone B Bacillus alone M and a combination of corn stalk biochar and Bacillus BM on tomato growth soil nutrients soil enzyme activity and soil microbial communities The results showed that the M treatment significantly increased tomato fruit weight yield and vitamin C content by 收稿日期 2024 05 17 基金项目 国家重点研发计划项目 2022YFD1901300 第一作者 王伟宁 1999 女 河北邢台人 硕士研究生 从事农业资源与环境研究 E mail wangwn526 通信作者 李博文 1963 男 河北文安人 博士 教授 从事土壤环境科学研究 E mail kjli 刘文菊 1971 女 河北保定人 博士 教授 从事土壤修复研究 E mail liuwj 本刊网址 文章编号 1000 1573 2025 02 0001 08 DOI 10 13320 ki jauh 2025 00182 第 48 卷 河北农业大学学报 28 05 32 59 and 13 63 respectively compared with that of the control CK Additionally available potassium content catalase activity and alkaline phosphatase activity in the soil during the maturation period increased by 76 69 16 11 and 7 51 respectively The BM treatment significantly increased soil bacterial and fungal Sobs values by 5 12 and 3 93 respectively Compared with the B treatment the M treatment significantly increased tomato yield available potassium content catalase activity and alkaline phosphatase activity in the soil during the maturation period by 26 67 35 83 13 87 and 7 64 respectively The BM treatment significantly increased the soil fungal Sobs value by 3 09 Compared with the M treatment the BM treatment significantly decreased the available potassium content in the soil during the maturation period by 23 85 while significantly increased the fungal and bacterial Sobs values by 5 06 and 5 81 respectively The application of Bacillus alone effectively improved tomato quality and yield as well as soil properties The combination of corn stalk biochar and Bacillus was more effective in enhancing soil microbial community diversity and richness Keywords facility tomato Bacillus subtilis Paenibacillus mucilaginosus growth promoting 番茄 Lycopersicon esculentum Mill 属茄科蔬菜 作物 2021 年河北省番茄种植面积6 96 10 4 hm 2 仅 次于大白菜和黄瓜 1 2 富含有机酸和微生素 C 3 河北省地处温带大陆性季风气候区而拥有丰富的光 照资源 这为设施蔬菜的生产创造了相对有力的生 态环境条件 设施蔬菜生产具有高度集约化 复种 指数高 作物种类单一和肥料施用量大等特点 土 壤养分失衡 土壤酶活性降低 土壤微生物群落失 衡等问题日益严重 有研究表明 温室黄瓜连作8 年以上土壤全氮 硝态氮 全磷 有效磷钾浓度显 著增加 4 生物炭以其多孔性 比表面积大 吸附能力强 被广泛应用在土壤改良中 5 6 能够提高土壤孔隙率 吸附根系分泌物 为有益菌提供生存空间 减少土 壤病原菌 7 8 生物炭是土壤固碳和改善土壤质量 的有效改良剂 在改善土壤质量和作物产量方面得 到了广泛的应用 枯草芽孢杆菌能够分泌抑菌物质 直接或间接抑制病原菌生长 有研究表明 地衣芽 孢杆菌 FJAT 4 产生抑菌脂肽 导致辣椒 番茄和甜 瓜尖孢镰刀菌菌丝体畸形 影响其正常生长 9 枯 草芽孢杆菌 ge25 分泌的抑菌脂肽改变菌丝细胞膜通 透性 影响正常生长 10 胶质类芽孢杆菌分泌有 机酸 胞外代谢物等物质促进植物生长 11 12 胶 质类芽孢杆菌可以分解硅酸盐矿物 溶磷 解钾和 固氮的能力 有研究表明 胶质类芽孢杆菌能够分 泌多粘菌素类物质抑制病原菌的繁殖 增加作物抗 病害能力 13 稻壳生物炭和稻草生物炭通过影响 巨大芽孢杆菌 胶质类芽孢杆菌两种溶磷细菌分泌 的有机酸和多糖含量及磷酸酶活性 提高溶磷细菌 的溶磷能力 14 胶质类芽孢杆菌代谢产物中的植 物激素和有机酸能够促进苹果幼苗的生长和植株钾 素的累积 15 已有研究表明生物炭和有益菌可通过提高茄科 蔬菜辣椒的作物产量和品质缓解其土壤连作障碍 16 含有益菌 枯草芽孢杆菌与胶质类芽孢杆菌的菌剂 与生物炭配施是否可以促进同为茄科的番茄增质提 产 改善土壤 基于此 本研究选用棚龄12 年的棚 室开展田间小区试验 探索玉米秸秆生物炭与芽孢 杆菌对设施番茄植株生长 果实产量和品质 土壤 质量的改善效果 1 材料与方法 1 1 供试材料 田间小区试验位于河北省永清县大青垡村 116 45 64 E 39 21 34 N 试验所用番茄棚室棚 龄 12 年 棚内土壤基本理化性质为 pH 7 95 EC 251 9 S cm 有效磷283 15 mg kg 速效钾480 mg kg 全氮0 97 g kg 供试番茄品种 味美思 当地 农户广泛种植 供试玉米生物炭购自河南星诺环保 材料有限公司 生物炭基本性质 pH 7 60 有效磷 7 28 mg kg 速效钾265 mg kg 全氮0 86 g kg 供 试菌剂由河北闰沃生物有限公司生产提供 经国家 肥料管理部门登记的微生物菌剂 有效功能菌为枯 草芽孢杆菌 Bacillus subtilis S16 和胶质类芽孢杆 菌 Paenibacillus mucilaginosus 有效活菌数分别 为 4 36 10 10 cfu mL 和 1 12 10 10 cfu mL 按有效 活菌数1 1 混合稀释后使用 混合菌剂有效活菌数 为 1 12 10 10 cfu mL 1 2 试验设计 本试验共设置4 个处理 常规施肥作为对照 CK 单施玉米秸秆生物炭1 9 t hm 2 B 单施芽孢杆 菌菌剂1 3 10 14 cfu hm 2 M 玉米秸秆生物炭 3 王伟宁 等 施用玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌对设施番茄生长和土壤性状的影响 第2期 1 9 t hm 2 配施芽孢杆菌菌剂1 3 10 14 cfu hm 2 BM 每个处理均设置3 次重复 共12 个小区 采用随机 区组排列 小区面积 15 m 6 m 90 m 2 每个小区 定植450 株番茄 其中行距40 cm 株距30 cm 其 他田间管理措施保持一致 定植前一周 按照试验处 理撒施底肥 有机肥 生物炭 旋耕整地 番茄定植 后 采用灌根方式施用菌剂 施用量为 2 08 10 9 cfu 株 每株0 19 mL 折合1 3 10 14 cfu hm 2 1 3 样品采集与测定 1 3 1 植 物 样 品 采 集 番茄幼苗期和盛花期使用卷 尺和游标卡尺分别测量株高和茎粗 番茄开始收获 到结束收获之间以小区为单位记录番茄每次收获量 累计各小区每次收获量作为番茄产量 成熟期每个 小区随机采摘5 个番茄样品 记录单果重量并测定 品质 番茄生长期结束后 各小区随机取3 株番茄 整株样品 记录鲜重 将地上部茎叶和根系分别烘 干称量记录干重 1 3 2 植 物 样 品 的 测 定 可溶性蛋白质含量采用考 马斯亮蓝 G 250 染色法测定 可滴定酸采用酸碱滴 定法测定 维生素 C 含量采用钼蓝比色法测定 17 可溶性糖含量采用浓硫酸 蒽酮比色法测定 1 3 3 土 壤 样 品 的 采 集 番茄移苗移栽后第42 天 的盛花期 第70 天的盛果期和第90 天的成熟期取 样 用酒精清洗过的土钻 在距植株主根5 cm 处 取 0 10 cm 表层土壤作为根际土 随机5 个采样点 取土混合均匀 装入做好标记且干净的自封袋中 取其中部分土壤 分装在无菌离心管内 立即放入 冰盒带回实验室 于 80 冰箱保存 用于土壤微 生物多样性的测定 新鲜土壤样品混匀过筛除去植 物根系和石砾等杂物 剩余土壤自然风干 过 1 mm 筛用于测定土壤有效磷 速效钾 土壤酶活性 过 0 15 mm 筛用于测定有机质 1 3 4 土 壤 样 品 测 定 有效磷采用 NaHCO 3 浸提 钼锑抗分光光度法测定 速效钾采用 NH 4 OAc 浸 提 火焰光度计法 有机质采用重铬酸钾外加热 法测定 土壤脲酶活性采用苯酚钠 次氯酸钠比 色法 过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法 碱 性磷酸酶活性采用对硝基苯磷酸二钠比色法 根 际微生物群落多样性采用 Illumina MiSeq 高通量测 序 细菌扩增区域为16SrDNA 的 V3 V4 区引物为 338F 5 ACTCCTACGGGAGGCAGCA 3 和 806R 5 GGACTACHVGGGTWTCTAAT 3 真菌扩增区 域为ITS1F 5 CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA 3 和 ITS2R 5 GCTGCGTTCTTCATCGATGC 3 高通 量测序流程由上海美吉生物医药科技有限公司完成 1 4 数据分析 采用 SSPS26 0 和 Microsoft Excel 2019 软件对数 据进行作图和统计分析 均值采用单因素方差分析 LSD 邓肯多重比较 0 05 对试验数据进行比较 分析 以 P 0 05 表示各组间存在显著性差异 微生 物多样性 RDA 相关性分析由美吉云平台计算输出 2 结果与分析 2 1 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄生 长的影响 幼苗期和盛花期番茄株高 茎粗如表1 所示 与 CK 相比 M 处理番茄幼苗期和盛花期株高 茎粗分 别显著增加9 75 和 13 13 9 37 和 7 79 BM 处理番茄盛花期株高 幼苗期和盛花期茎粗分别显著 增加8 29 8 40 和 10 90 B 处理盛花期株高显 著增加17 71 与 B 处理相比 M 处理幼苗期株高 显著增加5 47 BM 处理盛花期株高显著降低8 00 幼苗期和盛花期茎粗分别显著增加8 40 和 7 33 与 M 处理相比 BM 处理幼苗期株高显著降低5 14 表 1 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄生长的影响 Table 1 Effects of co application of corn straw biochar and Bacillus on the growth of greenhouse tomatoes 生育时期 Growth stages 处理 Treatments 株高 cm Plant height 茎粗 mm Stem diameter 幼苗期 CK 38 79 1 23b 6 39 0 15c B 40 36 0 91b 6 64 0 18bc M 42 57 0 60a 6 99 0 17ab BM 40 39 0 58b 7 20 0 17a 盛花期 CK 91 14 0 84c 10 75 0 25c B 107 28 2 05a 11 10 0 21bc M 103 10 1 23ab 11 58 0 27ab BM 98 69 1 98b 11 92 0 21a 注 表中不同字母表示不同处理在 P 0 05 水平下差异显著 图 中误差值代表 SE 值 下同 如表2 所示 与 CK 相比 M 处理番茄植株地 上茎叶鲜重 根系鲜重 地上茎叶干重 根系干重 分别显著增加31 55 45 73 33 27 41 35 综上所述 单施芽孢杆菌可以显著提高番茄幼 苗期 盛花期株高和茎粗 且效果优于单施玉米秸 秆生物炭 玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂 单 施芽孢杆菌显著提高番茄茎叶 根系干重和鲜重 单施芽孢杆菌显著促进植株生长且效果最佳 4 第 48 卷 河北农业大学学报 表 2 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄植株鲜重和干重的影响 Table 2 Effects of co application of corn straw biochar and Bacillus on the fresh and dry weight of greenhouse tomato plants 处理 Treatments 地上茎叶鲜重 g Fresh weight of aboveground stems and leaves 根系鲜重 g Fresh weight of roots 地上茎叶干重 g Dry weight of aboveground stems and leaves 根系干重 g Dry weight of roots CK 747 96 58 56b 30 18 1 95b 90 83 8 38b 3 83 0 49b B 806 68 48 23ab 35 82 2 33ab 103 23 7 47ab 4 72 0 34ab M 983 95 66 75a 40 22 0 68a 132 37 9 50a 5 41 0 68a BM 860 21 12 43ab 37 80 1 77ab 112 28 12 43ab 4 90 0 28ab 2 2 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄产 量和品质的影响 从图1 中可知 与 CK 相比 M 处理番茄单果 重和产量分别显著增加28 05 和 32 59 BM 处 理产量显著增加29 94 与 B 处理相比 M 和 BM 处理番茄产量分别显著增加27 67 和 25 12 在品质方面 如图2 所示 与 CK 相 比 M 处理 可溶性蛋白和维生素 C 含量分别显著增加30 33 和 13 63 BM 处理可溶性蛋白含量显著增加 41 97 与 B 处理相比 BM 处理可溶性蛋白含量 显著增加 35 29 综上所述 单施芽孢杆菌可以显著提高番茄单 果重 产量 可溶性蛋白 维生素 C 含量且效果最佳 其次玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂可以显著提 高番茄产量和可溶性蛋白含量 且效果优于单施玉 米秸秆生物炭 其中在提高番茄产量和品质方面 单施芽孢杆菌菌剂的效果最佳 单果重 g Single fruit weight 处理 Treatment 160 120 80 40 0 CK B M BM 250 200 150 100 50 0 处理 Treatment 产量 t hm 2 Yield CK B M BM 图 1 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄单果重和产量的影响 Fig 1 Effects of co application of corn straw biochar and Bacillus on the single fruit weight and yield of greenhouse tomatoes 处理 Treatment 可溶性蛋白 mg g 1 Soluble protein 0 60 0 40 0 20 0 00 CK B M BM 维生素 C mg g 1 Vitamin C 80 00 60 00 40 00 20 00 0 00 处理 Treatment CK B M BM 图 2 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄品质的影响 Fig 2 Effects of co application of corn straw biochar and Bacillus on the quality of greenhouse tomatoes 2 3 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄根 际土壤养分含量的影响 在番茄根际土壤养分含量中 表3 与 CK 相比 M 处理盛花期有效磷显著增加32 76 成熟期速效 钾显著增加76 69 盛花期 盛果期 成熟期有机 质含量分别显著增加15 30 13 17 10 87 5 王伟宁 等 施用玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌对设施番茄生长和土壤性状的影响 第2期 B 处理成熟期有效磷显著增加10 61 盛果期和成 熟期速效钾含量分别显著增加22 11 和 30 08 盛花期和成熟期有机质含量分别显著增加14 71 和 11 83 BM 处理盛花期有效磷含量显著增加 30 69 盛果期速效钾和有机质含量分别显著增 加 34 55 和 7 44 与 B 处理相比 M 处理盛花 期 成熟期有效磷含量分别显著增加29 51 降低 14 02 成熟期速效钾含量显著增加35 83 BM 处理盛花期 成熟期有效磷含量显著增加27 49 降低17 06 盛花期 成熟期有机质含量分别显著 降低7 09 3 92 与 M 处理相比 BM 处理盛 花期有机质含量显著降低3 09 成熟期速效钾含 量显著降低23 85 单施玉米秸秆生物炭 单施芽 孢杆菌 玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂可以提 高番茄根际土壤有效磷钾和有机质含量 其中单施 芽孢杆菌的效果最显著 其次是单施玉米秸秆生物 炭 最后是玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌 表 3 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄根际土壤速效磷钾和有机质含量的影响 Table 3 Effects of co application of corn straw biochar and Bacillus on available phosphorus potassium and organic matter content in rhizosphere soil of tomato in facility 生育时期 Childbearing periods 处理 Treatment 有效磷 mg kg 1 Effective phosphorus 速效钾 mg kg 1 Quick acting potassium 有机质 g kg 1 Organic matter 盛花期 CK 557 82 21 20b 782 50 30 31a 37 32 0 77b B 571 81 19 65b 946 67 74 85a 42 81 1 00a M 740 56 2 30a 853 33 34 80a 43 03 0 60a BM 729 02 3 15a 850 00 40 93a 39 77 0 79b 盛果期 CK 746 01 0 61a 663 33 32 45b 36 39 1 30b B 785 67 3 63a 810 00 25 98a 39 54 1 16ab M 773 50 15 80a 735 00 45 00ab 41 18 0 61a BM 798 53 28 85a 686 67 8 33ab 40 27 1 02ab 成熟期 CK 690 21 16 59b 615 00 35 00c 34 15 0 11c B 763 43 17 72a 800 00 5 77b 38 19 0 04a M 656 43 17 20b 1 086 67 28 92a 37 86 0 44ab BM 633 21 18 49b 827 50 36 08b 36 69 0 66b 2 4 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄根 际土壤酶活性的影响 番茄根际土壤酶活性如表4 所示 与 CK 处理 相比 M 处理成熟期脲酶 过氧化氢酶活性分别 显著增加15 84 16 11 盛果期 成熟期碱性 磷酸酶活性分别显著增加6 51 7 51 BM 处 理盛果期 成熟期脲酶活性分别显著增加4 90 13 56 成熟期过氧化氢酶活性显著增加15 72 盛果期蔗糖酶活性显著增加16 52 盛果期 成熟 期碱性磷酸酶活性分别显著增加 10 86 7 99 表 4 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄根际土壤酶活性的影响 Table 4 Effects of co application of corn straw biochar and Bacillus on enzyme activity in the rhizosphere soil of greenhouse tomato 生育时期 Childbearing periods 处理 Treatments 脲酶活性 mg g 1 h 1 Urease activity 过氧化氢酶活性 mL g 1 Catalase activity 蔗糖酶活性 mg g 1 h 1 Sucrase activity 碱性磷酸酶活性 g g 1 h 1 Alkaline phosphatase activity 盛果期 CK 0 67 0 01b 2 01 0 01a 2 01 0 01b 51 90 1 31b B 0 70 0 01ab 2 00 0 01a 2 20 0 05a 51 67 0 15b M 0 68 0 01ab 2 02 0 00a 2 02 0 06b 55 28 0 35a BM 0 70 0 00a 2 01 0 00a 2 34 0 06a 57 54 0 65a 成熟期 CK 0 61 0 03b 1 65 0 04b 1 37 0 06a 48 44 0 10b B 0 72 0 02a 1 68 0 02b 1 39 0 15a 48 38 0 83b M 0 70 0 01a 1 91 0 01a 1 74 0 15a 52 08 0 69a BM 0 69 0 01a 1 91 0 03a 1 79 0 21a 52 31 0 31a6 第 48 卷 河北农业大学学报 B 处理成熟期脲酶活性显著增加19 02 盛果 期蔗糖酶活性显著增加9 49 与 B 处理相比 M 处理成熟期过氧化氢酶活性13 87 盛果期蔗糖酶 活性显著降低8 19 盛果期 成熟期碱性磷酸酶 活性显著增加6 99 7 64 BM 处理成熟期过氧 化氢酶活性显著增加13 49 盛果期和成熟期碱 性磷酸酶活性分别显著增加11 35 和 8 12 与 M 处理相比 BM 处理盛果期蔗糖酶活性显著增加 15 91 综上所述 单施芽孢杆菌 玉米秸秆生物 炭配施芽孢杆菌菌剂可以显著提高番茄成熟期根际 土壤脲酶 过氧化氢酶 碱性磷酸酶活性 对番茄 根际土壤酶活性的影响中单施芽孢杆菌的效果最显 著 其次是玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌 最后是 单施玉米秸秆生物炭 2 5 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄根 际土壤微生物群落特征的影响 番茄根际土壤微生物 多样性指数分析可以 反映微生物群落的丰富度和多样性 Ace Chao Sobs 指数与群落物种丰富度呈正相关 Shannon 和 Simpson 指数与群落物种多样性分别呈正相关和负 相关 测定结果如表 5 所示 与 CK 相比 BM 处理细菌和真菌 Ace Chao Sobs 值分别显著增加7 77 和 10 51 7 09 和 7 93 5 12 和 3 93 真菌Shannon Simpson 值分别显著增加16 58 降低23 95 B 处理细 菌 Ace Chao Sobs 值分别显著增加8 31 9 73 6 28 真菌 Shannon Simpson 值分别显著增加 8 44 降低36 55 M 处理细菌 Ace Chao 值分 别显著增加2 91 3 92 真菌 Simpson 值显著降 低21 51 与 B 处理相比 BM 处理细菌 Chao 值 真菌 Shannon 值分别显著降低2 41 3 99 真菌 Sobs Simpson 值分别显著增加3 09 31 49 M 处理细菌 Ace Chao Sobs 值分别显著降低4 98 5 30 5 85 真菌 Sobs Shannon 值分别显著降 低 2 57 5 06 Simpson 值显著增加27 41 与 M 处理相比 BM 处理细菌 Ace Chao Sobs 值 分别显著增加4 72 3 06 5 06 真菌 Sobs 值 显著增加5 81 玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌可 以显著提高细菌群落丰富度 真菌群落丰富度和多 样性 单施玉米秸秆生物炭可以显著提高细菌群落 丰富度和真菌群落多样性 单施芽孢杆菌可以显著 提高细菌群落丰富度 其中对番茄根际土壤微生物 群落丰富度和多样性的影响中玉米秸秆生物炭配施 芽孢杆菌效果最显著 其次是单施玉米秸秆生物炭 最后是单施芽孢杆菌 表 5 玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌配施对设施番茄根际土壤微生物群落多样性指数的影响 Table 5 Effects of co application of corn straw biochar and Bacillus on microbial community diversity index in rhizosphere soil of tomato facility 微生物种类 Microbial species 处理 Treatments Ace Chao Sobs Shannon Simpson 细菌 CK 3 353 06 8 30c 3 243 72 13 98d 2 557 50 16 45b 6 56 0 05a 0 0037 0 0003a B 3 631 71 0 23a 3 559 44 3 26a 2 718 00 8 50a 6 60 0 02a 0 0036 0 0003a M 3 450 75 5 13b 3 370 74 4 86c 2 559 00 4 04b 6 51 0 02a 0 0039 0 0001a BM 3 613 75 7 07a 3 473 84 10 40b 2 688 50 16 45a 6 57 0 02a 0 0035 0 0002a 真菌 CK 515 57 5 41b 527 98 4 53b 482 00 2 89bc 3 82 0 05c 0 0543 0 0022a B 534 72 10 00ab 538 44 8 98ab 486 00 1 15b 4 14 0 02a 0 0344 0 0017c M 545 24 11 05ab 554 29 10 47ab 473 50 2 60c 3 93 0 05bc 0 0439 0 0033b BM 569 75 11 97a 569 86 11 97a 501 00 2 89a 3 98 0 05b 0 0453 0 0006b 3 讨论 番茄连续种植多年后 设施土壤养分失衡 土 壤酶活性降低 抑制土壤微生物正常生长 导致番 茄产量和品质降低 18 19 影响设施番茄产业的可 持续发展 因此 选择有效的修复方式势在必行 以解决设施番茄连作障碍问题 已有研究表明生物 炭和芽孢杆菌均可提高番茄产量和品质并改善土壤 性状 20 22 本研究中 将含有枯草芽孢杆菌与胶 质类芽孢杆菌的菌剂与玉米秸秆生物炭配施后施入 设施番茄连作土壤 结果表明 单施芽孢杆菌菌剂 玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂显著提高番茄株 高 茎粗和产量 单施芽孢杆菌菌剂显著提高了番 茄地上部茎叶鲜重和干重 根系鲜重和干重 番茄7 王伟宁 等 施用玉米秸秆生物炭与芽孢杆菌对设施番茄生长和土壤性状的影响 第2期 果个数 单果重 横径和纵径 番茄可溶性蛋白和 维生素 C 玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂显著 提高番茄可溶性蛋白和可滴定酸 促进番茄生长 提高番茄产量和品质 保持土壤养分平衡对于推动农业可持续发展至 关重要 已研究表明施用生物炭可以提高土壤有机 质含量 改善土壤保水性 提升土壤肥力 施用枯 草芽孢杆菌 胶质类芽孢杆菌菌剂可以提高土壤有 效磷和速效钾含量 23 24 本研究中 单施玉米秸 秆生物炭显著提高成熟期根际土壤有效磷 速效钾 和有机质含量 单施芽孢杆菌 玉米秸秆生物炭配 施芽孢杆菌菌剂可以提高番茄盛花期根际土壤有效 磷含量 成熟期根际土壤速效钾和有机质含量 这 与武菊平 16 通过施用生物炭和芽孢杆菌显著提高 设施土壤有效态养分和有机质含量结果一致 设施 番茄施用生物炭与芽孢杆菌可以显著提高土壤土壤 养分含量 并促进番茄植株生长 土壤酶在促进土壤养分的循环中具有重要作用 可作为评估土壤微生物活性和土壤肥力的重要指标 本研究表明 玉米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂可 以显著提高番茄盛果期脲酶 蔗糖酶 碱性磷酸酶 活性 单施芽孢杆菌菌剂 玉米秸秆生物炭配施芽 孢杆菌菌剂可以显著提高番茄成熟期脲酶 过氧化 氢酶 蔗糖酶 碱性磷酸酶活性 与刘玲 25 的研究 结果一致 设施番茄连作土壤施用生物炭与芽孢杆 菌可以通过影响土壤微生物活性而提高土壤酶活性 植物生长及土壤健康通常与土壤微生物区系密 切相关 随连作年限增加土壤微生物群落结构失衡 提高土壤微生物群落多样性和丰富度有助于提高土 壤养分平衡 作物产量和品质 26 28 本研究表明 通过单施玉米秸秆生物炭显著提高番茄根际土壤细 菌群落丰富度 真菌群落的多样性 单施芽孢杆菌 显著提高番茄根际土壤中真菌群落的多样性 玉米 秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂显著提高细菌和真菌 群落丰富度 真菌群落多样性 进而促进设施番茄 生长 提高番茄产量和品质 4 结论 单施芽孢杆菌菌剂1 3 10 10 cfu hm 2 显著提高 番茄植株生长 提高番茄根系及茎叶鲜重和干重 提高番茄产量和品质 提高土壤养分含量和土壤酶 活性 综合效果最佳 玉米秸秆生物炭1 9 t hm 2 配 施芽孢杆菌菌剂1 3 10 10 cfu hm 2 显著提高细菌群 落丰富度 真菌群落丰富度和多样性 且效果优于 单施玉米生物炭 单施芽孢杆菌菌剂 单施玉米秸 秆生物炭1 9 t hm 2 在提高番茄植株生长 土壤养分 含量 土壤微生物群落丰富度和多样性方面优于玉 米秸秆生物炭配施芽孢杆菌菌剂 而提高番茄产量 和品质 土壤酶活性方面则相反 参考文献 1 Chen J L Kang S Z Du T S et al Modeling relations of tomato yield and fruit quality with water deficit at different growth stages under greenhouse condition J Agricultural Water Management 2014 146 131 148 2 河北省人民政府办公厅 河北省统计局 河北农村统 计年鉴 M 北京 中国统计出版社 2022 3 Singh V K Singh A K Singh P P e