3討論
3.1適量添加枝條促進木質素降解菌屬相對豐度增加
土壤微生物參與物質循環(huán)和能量轉換過程,在維持土壤微生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及多樣性上發(fā)揮著關鍵作用,其群落組成和結構與土壤質量密切相關。本試驗基于NovaSeq6000平臺對添加葡萄枝條后葡萄根域土壤真菌群落結構進行研究。結合物種注釋分析發(fā)現(xiàn),在葡萄根域土壤中擔子菌門(Basidiomycota)和子囊菌門(Ascomycota)所占比例最高,屬于優(yōu)勢菌群。前人研究指出,子囊菌門和擔子菌門的菌群幾乎覆蓋了所有真菌,在整個真菌界占比高達98%,是土壤主要真菌類群,本試驗結果與前人研究結果一致,且擔子菌門有7個屬的相對豐度發(fā)生明顯變化,子囊菌門有24個屬相對豐度發(fā)生明顯變化。子囊菌門物種數(shù)量顯著高于擔子菌門的物種數(shù)量,二者相差2倍以上,本試驗土壤中檢測到的真菌分布也證實了這一觀點。
土壤真菌能夠在有機物的分解轉化過程中發(fā)揮一定作用,外源有機物的添加提升了土壤中有益真菌的相對豐度,促進了土壤微生物群落結構由致病菌向有益菌的轉化。本試驗中,適量添加葡萄枝條(T2處理)后土壤中小脆柄菇屬(Psathyrella)相對豐度增加。在擔子菌門(Basidiomycota)的1 928個屬中,小脆柄菇屬(Psathyrella)隸屬于傘菌綱(Agaricomycetes),傘菌目(Agaricales),小脆柄菇科(Psathyrellaceae),具有木質素降解酶活性,可用于木質素的降解。在生產中,葡萄枝條的高效利用離不開木質素降解菌的分解作用。因此,本研究中T2處理后小脆柄菇屬相對豐度的增加,將有利于葡萄枝條木質素的降解,進而可為土壤微生物提供更多碳源,這也許就是T2處理促進葡萄新梢發(fā)育的原因之一。
3.2適量添加枝條可降低病原真菌的相對豐度
在外源有機物添加過程中,土壤微生物群落結構演替對病害的發(fā)生起著關鍵性的作用。在本試驗中,添加葡萄枝條后,土壤中子囊菌門相對豐度發(fā)生明顯變化的屬主要為鏈格孢屬(Alternaria)、平臍蠕孢屬(Bipolaris)、枝孢屬(Cladosporium)和間座殼屬(Diaporthe)。研究指出,鏈格孢屬(Alternaria)真菌主要寄生在植物上,通過破壞寄主細胞壁、信號轉導途徑、產生毒素等方式引起葡萄葉斑病、梨或蘋果黑斑病、煙草赤星病等多種病害。平臍蠕孢屬(Bipolaris)真菌是一類廣泛分布于世界各地且可以在60多個屬的植物上寄生的植物病原菌,可導致多種植物病害。枝孢屬(Cladosporium)真菌屬于致腐真菌,容易產生孢子,生長速度快,能夠誘發(fā)葡萄漿果成熟后期的腐爛病。
間座殼屬(Diaporthe)作為植物病原真菌,能夠導致植物枝條、根系、果實和葉片發(fā)病,誘發(fā)腐爛、萎蔫、壞死等。研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田后土壤中鏈格孢屬、枝孢屬相對豐度降低。本研究結果與此相似,添加枝條處理降低了60,120,150 d時鏈格孢屬、枝孢屬、平臍蠕孢屬和間座殼屬的相對豐度,這說明添加枝條能夠在一定程度上降低葡萄感染葉斑病、腐爛病等病害的風險,有利于形成對病原真菌抑制作用的土壤。
添加玉米秸稈炭除降低鏈格孢屬相對豐度外,還能夠降低葡萄穗霉屬(Stachybotrys)和曲霉屬(Aspergillus)的相對豐度。研究發(fā)現(xiàn),適量桃樹枝條還田能夠降低土壤曲霉屬的相對豐度。本試驗與上述研究結果一致,T2處理降低了整個處理過程中鏈格孢屬、葡萄穗霉屬和曲霉屬的相對豐度。葡萄穗霉屬(Stachybotrys)真菌約有108個種,是一類能引起肺部出血、氣喘、過敏等人畜多種疾病的病原真菌。曲霉屬(Aspergillus)是一類能夠引起霉腐的真菌,且能夠產生對人體具有較大危害的真菌毒素,其次級代謝產生黃曲霉毒素等小分子化合物約有400種??梢姡琓2處理在降低人畜感染致病菌風險方面具有一定的潛力。
毛霉門真菌(Mucoromycota)廣泛分布于土壤、動植物殘體中,有一部分毛霉門真菌具有致腐功能,直接威脅果蔬采后的貯藏保鮮環(huán)節(jié),還有一部分會誘發(fā)人畜共患真菌病。本研究中除T1處理外,其他添加枝條處理均降低了整個處理過程中毛霉門的相對豐度,說明添加葡萄枝條將有助于降低農作物病害及人畜共患真菌病的發(fā)生概率。
3.3適量添加枝條促進樹體發(fā)育
土壤微生物的增加和還田物質的保水效應能夠促進植株根系的生長,另一方面根系數(shù)量及體積增加又進一步增強植物對營養(yǎng)的捕獲,進而為土壤微生物繁殖及活動提供更多碳源底物,最終促進樹體生長及產量提高。研究發(fā)現(xiàn),蘋果修剪枝條還田能夠明顯提高蘋果砧木葉片面積、根系總體積、株高和莖粗。Mininni等研究發(fā)現(xiàn),在番茄上施用含有葡萄修剪廢棄物的堆肥能夠明顯增加番茄根系總體積。研究發(fā)現(xiàn),以樹葉、廢棄枝條堆肥為生長基質能夠明顯促進雜交柏、矮牽牛花和三色堇的生長。本試驗結果與前人研究相似,適量添加葡萄枝條(T2)后150 d新梢長、葉片寬均顯著提高,而過量添加枝條抑制了根系體積的增加和新梢生長。前人研究發(fā)現(xiàn),當土壤具有較高的碳氮比時,有機物質礦化與植物競爭氮素,從而影響植物生長和發(fā)育。因此,本研究中T2處理促進樹體發(fā)育可能與其土壤碳氮比適宜微生物活動有關,而過量添加枝條抑制植株生長與土壤碳氮比過高有關。
4、結論
添加葡萄枝條能夠降低病原真菌的相對豐度。添加適量葡萄枝條[m(土壤)∶m(枝條)=50∶1]促進了木質素分解菌屬相對豐度的增加。添加適宜比例的葡萄枝條[m(土壤)∶m(枝條)=50∶1]優(yōu)化了葡萄根域真菌群落結構,顯著提高了葡萄新梢長和根系總體積。
葡萄枝條處理對土壤真菌群落結構、生態(tài)變化的影響(一)
葡萄枝條處理對土壤真菌群落結構、生態(tài)變化的影響(二)
葡萄枝條處理對土壤真菌群落結構、生態(tài)變化的影響(三)
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