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中国果菜 China Fruit 2 College of Marine Resources and Environment Hebei Normal University of Science continuouscroppingdisorder celery growthindicators quality 栽培生理 顾金鑫 等 生物炭载Bacillus subtilis菌粒对连作芹菜生长的影响 53 苏州净化设备有限公司 涡旋混合仪 Vorterx M 上海沪 析实业有限公司 水浴恒温振荡器 THZ 92A 上海博讯 实业有限公司 1 3 试验设计 试验共设置5个处理 见表1 每个处理重复3次 每个重复为一盆 5株 共计15盆 试验用陶土盆 上口 直径32 cm 下口直径20 cm 高24 cm 按不同处理供试 土壤充分混匀后装入陶土盆 于9月在每个陶土盆定植 5株幼苗 待定植稳定后 在新叶生长期 旺盛叶时追肥 两次 追肥量为10 kg 667 m 2 其余田间管理均保持一 致 收获时 每盆采收3棵长势一致的芹菜 每个处理共 采收9棵 表 1 不同土壤处理 Table 1 Different soil treatments 1 4 指标测定 1 4 1 芹菜生长指标测定 株高 用卷尺测量芹菜基部到最高处的长度 茎粗 用精度为0 01 mm电子游标卡尺测量 叶片数 由心叶 开始从里往外进行计数 干质量与鲜质量 将植株从根 茎部位切断后 用万分之一天平称量植株地上部分与地 下部分鲜质量 随后将植株在105 烘箱中杀青30 min 于70 烘干至恒质量 称量其干质量 根冠比为地上与 地下鲜质量的比值 1 4 2 芹菜品质指标测定 可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G 250染色法测 定 可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定 VC含量采用二 甲苯萃取比色法测定 纤维素含量采用蒽酮比色法测 定 叶绿素含量和类胡萝卜素含量采用乙醇浸泡比色 法测定 13 1 5 数据统计与分析 使用Excel 2007 SPSS 21 0对测量结果进行统计分 析 所有数据均以 平均数 标准差 的形式表示 2 结果与分析 2 1 不同处理对连作芹菜株高 茎粗 叶片数的影响 由表2可知 从芹菜株高和茎粗来看 各处理组芹菜 株高和茎粗均显著高于CK BB和BP处理组显著高于 BC和BS处理组 BP处理组芹菜株高和茎粗最大 但与 BB处理组无显著差异 从芹菜叶片数来看 BP处理组叶 片数量最多 与CK差异显著 但与其他处理组无显著差 异 其他处理组的芹菜叶片数虽高于CK 但差异不显 著 由此 BP处理组芹菜的株高 茎粗和叶片数最佳 比 CK分别提高55 50 86 34 41 09 表 2 不同处理对连作芹菜株高 茎粗 叶片数的影响 Table 2 Effects of different treatments on plant height stem thickness and leaf number of continuous celery 注 同列不同小写字母表示差异显著 P 0 05 表3 5同 2 2 不同处理对连作芹菜根冠比 干质量 鲜质量的影响 表3显示 从芹菜根冠比来看 BP处理组最高 与 BB处理组无显著差异 但与其他处理组差异显著 表 3 不同处理对连作芹菜根冠比 干质量 鲜质量的影响 Table 3 Effects of different treatments on root crown ratio dry mass and fresh mass of continuous celery 从芹菜干质量来看 各处理组显著高于CK BP干物 质含量最多 但各处理组间无显著差异 从芹菜鲜质量 处理 株高 cm 茎粗 mm 叶片数 CK 28 47 1 34 d 13 18 1 34 c 5 67 1 53 b BC 40 43 1 19 b 19 72 1 40 b 7 00 1 00 ab BS 36 73 1 48 c 20 35 1 15 b 7 00 1 00 ab BB 42 69 0 90 a 22 97 1 58 a 7 67 0 58 ab BP 44 27 1 11 a 24 56 0 78 a 8 00 1 00 a 处理 根冠比 干质量 g 棵 1 鲜质量 g 棵 1 CK 0 11 0 04 b 1 67 0 51 b 18 45 1 74 e BC 0 14 0 03 b 3 97 0 48 a 41 72 1 47 c BS 0 14 0 03 b 4 09 0 54 a 35 84 2 14 d BB 0 20 0 01 a 4 28 1 26 a 50 79 1 38 b BP 0 21 0 01 a 4 84 0 86 a 60 25 1 25 a 处理 生物炭用量 g 菌剂用量 mL 生物炭载B subtilis 菌粒用量 g 不施加生物炭与菌剂 CK 单独施加生物炭 BC 27 84 单独施加B subtilis 菌剂 BS 3 84 生物炭与菌剂 混合施加 BB 27 84 3 84 施加生物炭载 B subtilis菌粒 BP 64 6 栽培生理中国果菜 54 来看 BP处理组最佳 各处理组芹菜鲜质量均显著高于 CK 且各处理组之间差异显著 由此 BP处理组芹菜的 根冠比 干质量 鲜质量最佳 比 CK 分别提高了 90 91 189 82 226 56 2 3 不同处理对连作芹菜可溶性糖 可溶性蛋白 纤 维素含量的影响 由表 4 可知 从可溶性糖含量看 各处理组芹菜 可溶性糖含量显著高于 CK BP 处理组可溶性糖含 量最多 但各处理组间无显著差异 从可溶性蛋白含 量看 各处理组可溶性蛋白含量均显著高于 CK BP 和 BB 处理组显著高于 BS 和 BC 处理组 BP 处理组 显著高于 BB 处理组 从纤维素含量看 各处理纤维 素含量显著高于 CK BP 处理组显著高于其他处理 组 BB 与 BC 处理组显著高于 BS 处理组 但二者间 无显著差异 由此 BP 处理组可溶性糖 可溶性蛋 白 纤维素含量最高 比 CK 分别提高了 53 42 193 96 38 55 表 4 不同处理对连作芹菜可溶性糖 可溶性蛋白 纤维素含量的影响 Table 4 Effects of different treatments on soluble sugars soluble proteins and cellulose content of continuous celery 2 4 不同处理对连作芹菜 VC 叶绿素 类胡萝卜素 含量的影响 由表5可知 从芹菜VC含量看 BS BB BP处理组 显著高于CK BB和BP处理组显著高于BC和BS处理 组 BP处理组VC含量最大 但与BB处理组无显著差 异 从叶绿素和类胡萝卜素含量来看 BP处理组最高 与 其他处理组无显著差异 由此 BP处理组VC 叶绿素 类 胡萝卜素含量最佳 比CK分别提高了43 22 17 95 10 00 表 5 不同处理对连作芹菜 VC 叶绿素 类胡萝卜素含量的影响 Table 5 Effects of different treatments on VC chlorophyll and carotenoid contents of continuous celery 3 讨论与结论 生物炭作为一种新型材料 在农业生产过程中广泛 应用 生物炭固定化微生物技术是其中的一种重要的应 用方式 13 15 本研究发现 生物炭固定枯草芽孢杆菌形成 的生物炭载B subtilis菌粒 促进了芹菜的生长 提升了 芹菜的品质 研究表明 生物炭和枯草芽孢杆菌在植物生长过程 中均发挥着重要作用 14 16 17 本研究中单独施加生物炭或 枯草芽孢杆菌都促进了芹菜的生长和品质的改善 但是 由于芹菜生长环境的复杂性 外界营养物质的影响 单独 施加枯草芽孢杆菌的效果并不好 对芹菜施加生物炭载 B subtilis菌粒后 芹菜的生长和品质都得到了明显改善 这表明 生物炭改善了枯草芽孢杆菌的生存环境 并进一 步提升了枯草芽孢杆菌的性能 18 20 因此推测生物炭固定枯 草芽孢杆菌后 改善了土壤中的环境 促进了土壤中微生 物的生长和代谢活动 在此过程中 活性炭可能提升了枯 草芽孢杆菌在芹菜根系中的定植能力 减少了虫害对芹 菜生长的影响 也有研究表明 枯草芽孢杆菌可以改善 番茄中相关转录因子的表达 从而促进番茄生长 14 本研究通过对比不同处理对连作芹菜生长发育的影 响发现 相比对照 不同土壤处理连作芹菜的生长指标与 品质指标都有所提升 生物炭载B subtilis菌粒处理效 果最好 与对照相比 株高增加 55 49 茎粗增加 86 34 叶片数增加41 09 干质量提高189 82 鲜质 量提高226 56 可溶性糖含量提高 53 41 可溶性蛋 白含量提高193 95 纤维素含量增加了43 55 VC含 量提高43 22 叶绿素含量提高17 95 类胡萝卜素含 量提高10 可以有效缓解芹菜连作障碍带来的影响 处理 可溶性糖 含量 可溶性蛋白 含量 mg g 1 纤维素 含量 CK 2 34 0 22 b 9 27 1 70 d 1 79 0 06 d BC 3 40 0 10 a 17 98 1 20 c 2 31 0 06 b BS 3 46 0 21 a 19 77 0 26 c 2 03 0 06 c BB 3 58 0 17 a 22 92 1 36 b 2 33 0 06 b BP 3 59 0 21 a 27 25 0 85 a 2 48 0 05 a 处理 VC含量 mg 100 g 1 叶绿素含量 mg g 1 类胡萝卜素含量 mg g 1 CK 14 23 1 34 c 0 39 0 02 b 0 40 0 02 a BC 15 88 0 76 bc 0 43 0 02 ab 0 43 0 01 a BS 16 47 0 99 b 0 39 0 02 b 0 39 0 03 a BB 19 89 0 62 a 0 41 0 01 b 0 42 0 05 a BP 20 38 1 05 a 0 46 0 04 ab 0 44 0 05 a 栽培生理 顾金鑫 等 生物炭载Bacillus subtilis菌粒对连作芹菜生长的影响 55 参考文献 1 CHEN P WANG Y LIU Q et al Phase changes of continuous cropping obstacles in strawberry Fragaria null ananassa Duch production J Applied Soil Ecology 2020 155 1 103626 2 卢雨欣 冯志珍 贾俊超 等 连作对芹菜根际土壤微生物 群落结构及多样性的影响 J 农业生物技术学报 2023 31 12 2466 2476 3 李铁 姚杰 聊城市芹菜连作障碍防控技术 J 现代农业科 技 2023 4 74 77 4 SHODA M Biocontrol of plant diseases by Bacillus subtilis Basic and practical applications M Milton CRC Press 2019 10 20 5 BLAKE C CHRISTENSEN M N KOVnullCS null T Molecular aspects of plant growth promotion and protection by Bacillus subtilis J Molecular Plant Microbe Interactions 2021 34 1 15 25 6 KOVnullCS null T Bacillus subtilis J Trends in Microbiology 2019 27 8 724 725 7 BLAKE C CHRISTENSEN M N KOVnullCS null T Molecular aspects of plant growth promotion and protection by Bacillus subtilis J Molecular Plant Microbe Interactions 2021 34 1 15 25 8 LI Q FU Q LI T et al Biochar impacts on the soil environment of soybean root systems J Science of The Total Environment 2022 821 153421 9 ZHANG B ZHANG L ZHANG X Bioremediation of petroleum hydrocarbon contaminated soil by petroleum degrading bacteria immobilized on biochar J RSC Advances 2019 9 60 35304 35311 10 ZHANG H VORONEY R P PRICE G W Effects of temperature and processing conditions on biochar chemical properties and their influence on soil C and N transformations J Soil Biology and Biochemistry 2015 83 19 28 11 HAIDER F U COULTER J A CAI L et al An overview on biochar production its implications and mechanisms of biochar induced amelioration of soil and plant characteristics J Pedosphere 2022 32 1 107 130 12 王道涵 杨婷赟 于令令 等 生物炭改良风沙土对植物生 长及养分的影响 J 沈阳农业大学学报 2024 55 1 29 36 13 QIAO K TIAN W BAI 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