黃綠木霉菌及不同生物混劑對(duì)土壤養(yǎng)分與酶活性的影響

孫冬梅 林志偉 段東平 遲 麗 張樹權(quán) 于運(yùn)凱 王 卓

（1黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院博士后工作站，東北林業(yè)大學(xué)博士后流動(dòng)站，黑龍江齊齊哈爾 161041；2黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江大慶 163319）

黃綠木霉菌及不同生物混劑對(duì)土壤養(yǎng)分與酶活性的影響

孫冬梅1，2林志偉2段東平2遲 麗1張樹權(quán)1于運(yùn)凱1王 卓2

（1黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院博士后工作站，東北林業(yè)大學(xué)博士后流動(dòng)站，黑龍江齊齊哈爾 161041；2黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江大慶 163319）

以生物菌肥拮抗細(xì)菌、解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌和黃綠木霉菌為實(shí)驗(yàn)材料，通過盆栽番茄試驗(yàn)，研究不同生物菌肥對(duì)土壤養(yǎng)分含量及土壤酶活性的影響。結(jié)果表明：添加黃綠木霉菌的處理，土壤養(yǎng)分含量均高于清水處理與化肥處理。跟蹤測定番茄不同生長時(shí)期土壤中的脲酶、磷酸酶活性，結(jié)果表明：不同處理土壤中的脲酶與磷酸酶在番茄不同生長時(shí)期有相同的變化趨勢，即由發(fā)芽期至開花期，酶活性逐漸增強(qiáng)，而后下降；而比較不同處理的酶活性，其中以解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌、拮抗細(xì)菌和黃綠木霉菌混合處理效果最為明顯。所有使用生物菌肥的處理，脲酶與磷酸酶的活性均高于化肥處理與清水處理，其中混合處理比化肥處理在番茄不同生長時(shí)期的土壤脲酶活性均高出30 %，磷酸酶活性均高出27 %；但比較番茄收獲后土壤過氧化氫酶與纖維素酶的活性，不同處理間差異不顯著。

黃綠木霉菌；生物混劑；番茄；土壤養(yǎng)分；土壤酶

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過渡的進(jìn)程中，長期施用化學(xué)肥料，其化學(xué)物質(zhì)在土壤中大量殘留，破壞了土壤的有機(jī)組成（Minotli，1978；Corre & Breimer，1979），嚴(yán)重污染了環(huán)境（陳平 等，2003）。近年來，隨著可持續(xù)農(nóng)業(yè)及無公害農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求，生物菌肥由于具有改善土壤環(huán)境、活化土壤養(yǎng)分、提高土壤肥力、減少環(huán)境污染的能力，而逐漸受到人們的關(guān)注（陳平 等，2003），微生物肥料應(yīng)用后的定殖情況已有大量研究（陳雪麗 等，2008），但有關(guān)黃綠木霉菌在土壤中施用后對(duì)土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的影響研究鮮見報(bào)道。

土壤中的一切生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的參與下進(jìn)行的，土壤酶活性反映了土壤中進(jìn)行的各種生物化學(xué)過程的強(qiáng)度和方向。土壤酶主要來源于土壤中動(dòng)物、植物根系和微生物的細(xì)胞分泌物以及殘?bào)w的分解物（Menon et al.，2005）。土壤酶在營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量代謝、污染物質(zhì)凈化和溫室氣體排放等過程中都發(fā)揮著十分重要的作用，因此被認(rèn)為是土壤生態(tài)過程的重要組成部分（孫英健 等，2005）。

本試驗(yàn)以黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室自分的效果良好的拮抗細(xì)菌、解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌和黃綠木霉菌為實(shí)驗(yàn)材料（孫冬梅 等，2005a，2005b，2008a，2008b），通過測定土壤肥力、土壤酶活性的變化情況，初步探討不同生物菌肥施用后對(duì)土壤特性的影響，為生物菌肥的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄：齊研矮粉，市場購買。

供試肥料：解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌、拮抗細(xì)菌均為芽孢桿菌，黃綠木霉菌為黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室保留的自分菌株。

盆栽土壤基本農(nóng)化性狀：土壤全氮含量0.198 g·kg-1，堿解氮含量164.78 mg·kg-1，有效磷含量15.67 mg·kg-1，速效鉀含量210 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)5.96 %，pH值8.04。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì) 取試驗(yàn)用林甸未開墾的堿土，混勻裝入直徑為20 cm的塑料盆中。盆栽土壤處理方法見表1。

表1 盆栽土壤的不同處理方法

生物肥菌液稀釋后有效菌劑濃度達(dá)到1×108個(gè)·mL-1，黃綠木霉菌孢子懸浮液濃度為1×106個(gè)·mL-1。每處理15盆，每次取樣3盆，每盆播種番茄種子5粒，出苗后保留3株。在植株生長期間，向盆內(nèi)均勻補(bǔ)充清水，適度保持土壤含水量，于番茄發(fā)芽期、幼苗期、開花期、結(jié)果期和收獲后分別土壤取樣。

1.2.2 土壤養(yǎng)分測定 土壤全氮含量采用凱氏定氮法測定；有效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定；有效磷含量采用鉬銻鈧比色法測定；速效鉀含量采用火焰光度法測定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測定；pH采用電位法測定，具體測定方法參照《土壤農(nóng)化分析》（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，1991）。

1.2.3 土壤酶活性測定 脲酶活性采用苯酚鈉法測定；酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定；過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定；纖維素酶活性采用3, 5-二硝基水楊酸法測定（關(guān)松蔭，1986）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

解磷細(xì)菌能夠逐步分解土壤中的磷灰石和磷酸三鈣以及有機(jī)磷化物，釋放出P2O5；解鉀細(xì)菌則能溶解非交換性鉀和礦物鉀，釋放出易被植物吸收利用的鉀（洪堅(jiān)平 等，2000）。因而不同微生物施入土壤后，在作物收獲后對(duì)土壤養(yǎng)分產(chǎn)生了不同的影響。與化肥處理和清水處理相比，施用解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌、拮抗細(xì)菌和黃綠木霉菌的處理（E）增加了全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)含量，而pH值下降。只施用拮抗細(xì)菌的處理（B）比化肥處理全氮含量增加7.69 %，堿解氮含量增加5.70 %，有效磷含量增加9.97 %，速效鉀含量增加6.19 %，有機(jī)質(zhì)含量增加2.10 %，pH值下降1.84 %。添加黃綠木霉菌的處理在土壤各種養(yǎng)分及pH值方面，均表現(xiàn)良好（表2）。

表2 收獲后不同處理的土壤養(yǎng)分含量

2.2 不同處理對(duì)土壤酶活性的影響

2.2.1 對(duì)土壤脲酶活性的影響 脲酶是催化尿素水解的唯一酶，脲酶活性的變化與土壤氮素狀況及土壤理化性狀有關(guān)，脲酶活性的高低與土壤營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力、肥力水平、污染狀況密切相關(guān)（李現(xiàn)偉 等，2008）。測定番茄不同生長時(shí)期的土壤脲酶活性變化情況后發(fā)現(xiàn)，各處理的脲酶活性在番茄生長發(fā)育過程中變化趨勢一致，在番茄開花期均出現(xiàn)一個(gè)高峰期，然后稍有下降。脲酶活性以處理E（解磷細(xì)菌液10 mL+解鉀細(xì)菌液10 mL+拮抗細(xì)菌液20 mL+黃綠木霉菌孢子懸浮液10 mL+清水150 mL）最高，與其他處理差異顯著（表3）。

不同處理之間的差異可能與使用的微生物菌株不同有關(guān)，來源于土壤中的大部分細(xì)菌都具有分解有機(jī)態(tài)氮為無機(jī)態(tài)氮的能力，故拮抗細(xì)菌與解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌加入后對(duì)脲酶活性均有促進(jìn)作用；黃綠木霉菌能夠增強(qiáng)脲酶活性可能與該菌株纖維素分解能力強(qiáng)有關(guān)（林志偉 等，2008），伴隨土壤中纖維質(zhì)類的降解，為細(xì)菌的生長提供了可利用的碳源，發(fā)揮了微生物間的互生關(guān)系，從而提高了土壤中脲酶的活性（洪堅(jiān)平 等，2007）。試驗(yàn)結(jié)果在一定程度上也反映了不同菌株混合后的增效作用，這將為生物復(fù)合菌劑的研制提供理論參考。

表3 不同處理的土壤脲酶活性在番茄生長發(fā)育過程中的變化

2.2.2 對(duì)土壤磷酸酶活性的影響 植物根系、土壤細(xì)菌和真菌等微生物都能分泌胞外磷酸酶（Dinkelaker et al.，1992；張信娣 等，2008），土壤磷酸酶對(duì)土壤中含磷物質(zhì)等的循環(huán)具有重要作用。與清水、化肥處理相比，在番茄的不同生長時(shí)期，由于解磷細(xì)菌的加入，土壤中磷酸酶活性增加，即處理C（拮抗細(xì)菌液40 mL+黃綠木霉菌孢子懸浮液10 mL+清水150 mL）、D（解磷細(xì)菌液10 mL+解鉀細(xì)菌液10 mL+拮抗細(xì)菌液20 mL+清水160 mL）、E（解磷細(xì)菌液10 mL+解鉀細(xì)菌液10 mL+拮抗細(xì)菌液20 mL+黃綠木霉菌孢子懸浮液10 mL+清水150 mL）的磷酸酶活性均高于清水處理與化肥處理，開花期C、D、E處理的磷酸酶活性分別比清水處理高 47.9 %、53.9 %和64.2 %，比化肥處理高27.4 %、33.0 %和52.9 %；同時(shí)只施用拮抗細(xì)菌的處理（B）與化肥處理相比，一定程度上增加了磷酸酶的活性。不同處理的土壤磷酸酶活性均隨著植株發(fā)育的進(jìn)程，表現(xiàn)出比較一致的趨勢，即先上升后下降，開花期土壤磷酸酶活性達(dá)到最大值（表4）。有研究表明，能夠代表土壤肥力的兩種土壤酶為土壤脲酶和磷酸酶（周禮愷，1983；宋勇春 等，2000）。本試驗(yàn)對(duì)不同處理的結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，上述兩種土壤酶表現(xiàn)趨勢比較一致。

表4 不同處理的土壤磷酸酶活性在番茄生長發(fā)育過程中的變化

2.2.3 對(duì)土壤過氧化氫酶及纖維素酶活性的影響 過氧化氫是由生物呼吸過程和有機(jī)物的生物化學(xué)氧化反應(yīng)產(chǎn)生的，對(duì)生物和土壤均有毒害作用，而存在于土壤中的過氧化氫酶則能酶促過氧化氫分解為水和氧氣，從而解除過氧化氫的毒害作用。過氧化氫酶的活性表征土壤腐殖化強(qiáng)度大小和有機(jī)質(zhì)積累程度（劉建新，2004），纖維素酶是表征土壤碳素循環(huán)速度的重要指標(biāo)（王啟蘭 等，2007），進(jìn)入土壤的植物纖維素是在纖維素酶的作用下分解的，纖維素酶促使纖維素中的β-1,4-葡聚糖水解成纖維二糖。由表5可知：C、D、E處理的過氧化氫酶活性與清水處理和化肥處理有顯著差異。施用黃綠木霉菌處理的纖維素酶活性比清水處理和化肥處理高，不同處理間差異不顯著。施用黃綠木霉菌處理的纖維素酶活性稍高，這可能與該菌株本身的纖維素分解能力有關(guān)。

表5 不同處理的土壤過氧化氫酶與纖維素酶活性

3 結(jié)論與討論

施用各種生物菌肥，可以通過微生物的活動(dòng)及其分泌的各種生物酶，改良土壤，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的形成，改善土壤理化性狀，活化被土壤固定的 P、K、Mg、Ca、Si、Fe等營養(yǎng)元素（王立剛 等，2004），且解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌等有益微生物能加快有機(jī)物的分解和轉(zhuǎn)化，活化土壤中被固定養(yǎng)分及礦物質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分含量（周培 等，2002；占新華 等，2003）。

使用生物菌肥后，土壤中的各養(yǎng)分含量均有增加趨勢。微生物處理的土壤中全氮、有效磷、有效鉀及有機(jī)質(zhì)含量均高于化肥處理及清水處理，其中以施用解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌、拮抗細(xì)菌和黃綠木霉菌的處理最高；使用微生物的各處理，在番茄的不同生長時(shí)期，土壤脲酶活性與磷酸酶活性均高于化肥處理與清水處理；對(duì)比番茄不同生長時(shí)期的土壤脲酶與磷酸酶活性變化，各處理均呈先上升后下降的變化趨勢，其中以開花期較高。而各處理土壤過氧化氫酶和纖維素酶活性變化不是很明顯，但以施用黃綠木霉菌孢子懸浮液的處理酶活性較高。

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Effect of Appling Trichoderma aureoviride and Muti-microorganisim on Soil Fertility and Soil Enzyme Activity

SUN Dong-mei1,2, LIN Zhi-wei2, DUAN Dong-ping2, CHI Li1, ZHANG Shu-quan1, YU Yun-kai1, WANG Zhuo2
（1Post-doctor Work Station of Qiqihar Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Northeast Forestry University, Qiqihar 161041, Heilongjiang, China; 2Heilongjiang August First Reclamation University, Daqing 163319,Heilongjiang, China）

Taking antagonism bacteria, phosphate dissolving bacteria, silicate dissolving bacteria andTrichodermasp. as material，through pot experiment, we compared the results and studies the effects of different bio-fertilizer on soil nutrients and soil enzymes activities. The results showed that the concentration of soil nutrients in the treatment of bio-fertilizer were higher than that in the treatments of pure water and chemical fertilizer. The soil urase and phosphatase activity were detected at different tomato development stages. The result showed that the change tendency of soil urase activity and phosphatase activity were the same along different tomato growing stages, the enzyme activity was increasing from germination stage to flowering stage, but decreasing after flowering stage. Contrast to other treatments, the enzyme activity of bio-fertilizers mixed treatment（phosphate dissolving bacteria, silicate dissolving bacteria, antagonism bacteria andTrichodermasp.）was higher. The urase activity and phosphatase activity by different bio-fertilizer treatments were higher than the treatment of pure water and chemical fertilizer. The urase activity and phosphatase activity of treatment E were 30 % and 27 % higher than that of the treatment of chemical fertilizer, respectively. However, the differences in catalase activity and cellulase activity among different treatments were not significant after harvest.

Trichoderma aureoviride; Bio-fertilizer; Tomato; Soil fertility; Soil enzyme

TQ925

A

1000-6346（2010）10-0072-05

2009-10-23；接受日期：2010-03-07

黑龍江省博士后基金（LBH-Z07021），黑龍江省教育廳骨干教師項(xiàng)目（1152G023），黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)博士啟動(dòng)項(xiàng)目

孫冬梅，女，博士研究生，副教授，從事應(yīng)用微生物學(xué)研究，E-mail：sdmlzw@163.com